專利名稱：一種分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地下金屬礦山開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V方法，可用于地下中等穩(wěn)固以上、傾斜及急傾斜的厚與極厚礦體、急傾斜平行極薄礦脈組成的細(xì)礦帶的安全、高效開(kāi)采。
背景技術(shù)：
目前，在礦石和圍巖中等穩(wěn)固以上的傾斜和急傾斜礦體開(kāi)采中，廣泛使用分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法。該方法是在原空?qǐng)龇ê统涮罘ǖ幕A(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，結(jié)合了空?qǐng)龇ㄅc充填法的優(yōu)點(diǎn)，其主體是空?qǐng)龇ǎ诵氖窍扔每請(qǐng)龇ɑ夭傻V房(或礦柱)，然后對(duì)采空區(qū)進(jìn)行膠結(jié)充填，充填時(shí)下部采用高灰砂比，上部采用低灰砂比進(jìn)行膠結(jié)充填，待充填體達(dá)到一定強(qiáng)度后，在下部充填體中掘進(jìn)出礦橫巷和出礦進(jìn)路，以回采相鄰的未采礦柱(或礦房)，開(kāi)采完畢再對(duì)礦柱空區(qū)進(jìn)行非膠結(jié)(如尾砂)充填。使用分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法時(shí)，一般先根據(jù)礦體厚度的大小劃分礦塊，當(dāng)?shù)V體厚度大于20m時(shí)，平行礦體走向劃分礦塊；當(dāng)?shù)V體厚度小于20m時(shí)，垂直走向劃分礦塊。礦塊劃分為礦房和礦柱，礦房和礦柱的寬度一般根據(jù)規(guī)程所規(guī)定的圍巖允許暴露面積確定，可先采礦房或先采礦柱。通常采用隔一采一或隔三采一進(jìn)行回采，開(kāi)采順序及開(kāi)采方案的確定主要取決于相鄰開(kāi)采單元的影響程度。由于塹溝式及平底式結(jié)構(gòu)克服了漏斗底部結(jié)構(gòu)形成難度大、底部結(jié)構(gòu)高度大、一次資源損失大及電耙出礦能力有限等缺點(diǎn)而得到廣泛采用。以平底式底部結(jié)構(gòu)為例，由于實(shí)際上幾近無(wú)底部結(jié)構(gòu)，形成容易，一次資源損失較小，鏟運(yùn)機(jī)出礦效率高、產(chǎn)能大。但由于平底式底部結(jié)構(gòu)存在一定的出礦死角，因此仍存在一定的礦石二次損失。此外，由于該法須在下部膠結(jié)充填體中掘進(jìn)出礦橫巷(最大長(zhǎng)度達(dá)到200m)及出礦進(jìn)路，掘進(jìn)困難，速度受到嚴(yán)重的限制。而且，在充填體中掘進(jìn)長(zhǎng)巷及其后續(xù)運(yùn)營(yíng)的安全性也受到很大影響。本發(fā)明基于力學(xué)、結(jié)構(gòu)協(xié)同和能量原理，對(duì)礦房、礦柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，采用全拉底或大拉底平底結(jié)構(gòu)，將鑿巖橫巷和出礦橫巷一體化，避免在充填體中掘進(jìn)出礦橫巷和出礦進(jìn)路，實(shí)現(xiàn)安全、高效開(kāi)采和礦石資源的高效利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種克服現(xiàn)有分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法須從充填假柱中掘進(jìn)出礦橫巷和出礦進(jìn)路，掘進(jìn)與出礦作業(yè)不安全，掘進(jìn)效率低；采、切工作量大，扇形炮孔精度難控制，大塊率高；出礦干擾大，出礦不干凈，存在二次礦石損失；預(yù)留礦石底板，難回收存在資源損失等缺點(diǎn)的一種全拉底大斷面分段的空?qǐng)鏊煤蠓之惓涮畈傻V方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法，是指在地下空間上通過(guò)水平運(yùn)輸巷道、分段巷道、聯(lián)絡(luò)道、切割橫巷及切割天井將礦體劃分為礦塊。當(dāng)?shù)V體厚度小于 20m時(shí)，沿礦體走向劃分礦塊；當(dāng)?shù)V體厚度大于20m時(shí)，垂直礦體走向布置礦塊。礦塊劃分后，再將礦塊劃分為礦房和礦柱，在各分段水平掘進(jìn)聯(lián)絡(luò)道達(dá)到礦房、礦柱，并掘進(jìn)切割橫巷及切割天井(或上山)；同樣，在中段水平掘進(jìn)運(yùn)輸橫巷(或聯(lián)絡(luò)道)達(dá)到礦房及礦柱，并掘進(jìn)切割橫巷、切割天井及采場(chǎng)溜丼，該方法包括礦房分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V方法和礦柱分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V方法；
1.所述礦房分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V方法
首先，在各分層以礦房的切割橫巷為中心，沿切割橫向軸線方向向礦房?jī)蓚?cè)擴(kuò)展，采用鑿爆法形成與切割橫巷高度一致、沿礦房底部全斷面拉開(kāi)的大斷面平底底部結(jié)構(gòu)，并在所述切割橫巷的另一端，以切割天井(或上山)為中心，沿礦房礦體上盤傾向邊界擴(kuò)充形成切割槽；在各分層礦房下部拉底空間內(nèi)，采用中深孔鑿巖臺(tái)車鉆鑿上向垂直平行炮孔，采用逐排、分段、孔內(nèi)微差爆破，從上分層到下分層，先上后下，上分層超前下分層，一次爆破2-3 排炮孔的中深孔爆破；爆破通風(fēng)排污后，在中段水平礦房全拉底空間內(nèi)，采用鏟運(yùn)機(jī)出礦， 卸載于采場(chǎng)礦石溜井，完成礦房回采；
然后，在聯(lián)絡(luò)道與采場(chǎng)連接處砌筑隔離擋墻，并在采場(chǎng)底部構(gòu)筑人工底柱，并在所述礦房人工底柱之上采用尾砂膠結(jié)充填或尾砂廢石膠結(jié)充填，灰砂比為1 :8-1:10 ；其中，所述人工底柱的高度為10-30m，灰砂比為1:3-1:4 ；
2.礦柱分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V方法
所述礦柱回采，在相鄰礦房回采并進(jìn)行膠結(jié)充填達(dá)到一定的穩(wěn)定強(qiáng)度后，以礦房充填體為隔柱，采用鑿爆法形成與切割橫巷高度一致、沿礦柱底部全斷面拉開(kāi)的大斷面平底底部結(jié)構(gòu)，并在所述切割橫巷的另一端，以切割天井(或上山)為中心，沿礦柱礦體上盤傾向邊界擴(kuò)充形成切割槽，采用中深孔鑿巖臺(tái)車鉆鑿上向垂直平行炮孔，采用逐排、分段、孔內(nèi)微差爆破，從上分層到下分層，先上后下，上分層超前下分層，一次爆破2-3排炮孔的中深孔爆破；爆破通風(fēng)排污后，在中段水平礦柱全拉底空間內(nèi)，采用鏟運(yùn)機(jī)出礦，并卸礦于采場(chǎng)溜井，完成礦柱回采；
然后，在運(yùn)輸橫巷及聯(lián)絡(luò)道與采場(chǎng)連接處砌筑隔離擋墻，并在采場(chǎng)底部構(gòu)筑人工底柱， 在人工底柱之上采用廢石及干尾砂進(jìn)行非膠結(jié)充填，其中，所述人工底柱的高度為10-30m， 灰砂比為1:3-1:4。進(jìn)一步，所述人工底柱為加筋混凝土底柱或不加筋混凝土底柱；所述加筋混凝土底柱先安裝高度為1-1. 5m的鋼筋網(wǎng)或鋼軌，并通過(guò)錨桿或鉆孔將所述鋼筋網(wǎng)或鋼軌與圍巖固接，并預(yù)埋滲水管網(wǎng)。
本發(fā)明的有益效果是，由于采用上述技術(shù)方案，將切割橫巷沿礦房及礦柱寬度全部拉底，使采場(chǎng)鑿巖和出礦空間共享，在拉底空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)垂直平行炮孔的穿孔作業(yè)，垂直平行炮孔鉆孔定位精度高，孔間距均勻，避免了傳統(tǒng)的鑿巖橫巷中鉆鑿扇形炮孔造成爆破大塊率高的缺陷；此外，在回采礦房(或礦柱)時(shí)，無(wú)須在相鄰的礦柱(或礦房)充填體中掘進(jìn)出礦平巷及出礦進(jìn)路，提高了安全性；同時(shí)，直接在礦房及礦柱拉底空間內(nèi)獨(dú)立出礦，出礦空間大， 相互干擾少，出礦效率高，且出礦沒(méi)死角，出礦干凈，無(wú)二次礦石損失；構(gòu)筑人工底柱，無(wú)須預(yù)留礦石底板，無(wú)礦石一次損失，資源回收利用率高。采用廢石、選礦尾砂充填采空區(qū)，廢石不出坑，減少尾礦庫(kù)壩及廢石場(chǎng)建設(shè)，減少土地占用。


圖1是本發(fā)明分段嗣后充填采礦法的垂直走向中段剖面圖。
圖2是本發(fā)明在實(shí)例中采區(qū)布置縱剖面。圖3是本發(fā)明在實(shí)例中分段開(kāi)采出礦圖。圖4是本發(fā)明在實(shí)例中礦房采空區(qū)充填中段剖面圖。圖5是本發(fā)明在實(shí)例中礦房采空區(qū)充填縱剖面圖。圖6是本發(fā)明在實(shí)例中礦房充填后礦柱開(kāi)采縱剖面圖。圖中
權(quán)利要求
1. 一種分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V方法，其特征在于，該方法包括礦房分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V方法和礦柱分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V方法1.所述礦房分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V方法首先，在各分層以礦房的切割橫巷為中心，沿垂直軸線方向向礦房?jī)蓚?cè)擴(kuò)展，采用鑿爆法形成與切割橫巷高度一致、沿礦房底部全斷面拉開(kāi)的大斷面底部結(jié)構(gòu)，并在所述切割橫巷的另一端，以切割天井或上山為中心，沿礦房礦體上盤傾向邊界擴(kuò)充形成切割槽；在各分層礦房下部拉底空間內(nèi)，采用中深孔鑿巖臺(tái)車鉆鑿上向垂直平行炮孔，采用逐排、分段、孔內(nèi)微差爆破，從上分層到下分層，先上后下，上分層超前下分層，一次爆破2-3排炮孔的中深孔爆破；爆破通風(fēng)排污后，在中段水平礦房全拉底空間內(nèi)，采用鏟運(yùn)機(jī)出礦，卸載于采場(chǎng)礦石溜井，完成礦房回采；然后，在聯(lián)絡(luò)道與采場(chǎng)連接處砌筑隔離擋墻，并在采場(chǎng)底部構(gòu)筑人工底柱，并在所述礦房人工底柱之上采用尾砂膠結(jié)充填或尾砂廢石膠結(jié)充填，灰砂比為1 :8-1:1 ；其中，所述底柱的高度為10-30m，灰砂比為1:3-1:4 ；礦柱分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V方法所述礦柱回采，在相鄰礦房回采并進(jìn)行膠結(jié)充填達(dá)到一定的穩(wěn)定強(qiáng)度后，以礦房充填體為隔柱，采用鑿爆法形成與切割橫巷高度一致、沿礦柱底部全斷面拉開(kāi)的大斷面底部結(jié)構(gòu)，并在所述切割橫巷的另一端，以切割天井或上山為中心，沿礦柱礦體上盤傾向邊界擴(kuò)充形成切割槽，采用中深孔鑿巖臺(tái)車鉆鑿上向垂直平行炮孔，采用逐排、分段、孔內(nèi)微差爆破， 從上分層到下分層，先上后下，上分層超前下分層，一次爆破2-3排炮孔的中深孔爆破；爆破通風(fēng)排污后，在中段水平礦柱全拉底空間內(nèi)，采用鏟運(yùn)機(jī)出礦，完成礦柱回采；然后，在運(yùn)輸橫巷及聯(lián)絡(luò)道與采場(chǎng)連接處砌筑隔離擋墻，并在采場(chǎng)底部構(gòu)筑人工底柱，，并在人工底柱之上采用廢石及干尾砂進(jìn)行非膠結(jié)充填，其中，所述人工底柱的高度為 10-30m，灰砂比為 1:3-1:4。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V方法，其特征在于，所述人工底柱為加筋混凝土底柱或不加筋混凝土底柱；所述加筋混凝土底柱先安裝高度為1-1. 5m的鋼筋網(wǎng)或鋼軌，并通過(guò)錨桿或鉆孔將所述鋼筋網(wǎng)或鋼軌與圍巖固接，并預(yù)埋滲水管網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明一種分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V方法，該方法將切割橫巷沿礦房及礦柱寬度全部拉底，使采場(chǎng)鑿巖和出礦空間共享，在拉底空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)垂直平行炮孔的穿孔作業(yè)，垂直平行炮孔鉆孔定位精度高，孔間距均勻，避免了傳統(tǒng)的鑿巖橫巷中鉆鑿扇形炮孔造成爆破大塊率高的缺陷；在回采礦房(或礦柱)時(shí)，無(wú)須在相鄰的礦柱(或礦房)充填體中掘進(jìn)出礦平巷及出礦進(jìn)路，提高了安全性；同時(shí)，直接在礦房及礦柱拉底空間內(nèi)出礦，出礦空間大，相互干擾少，出礦效率高，且出礦沒(méi)死角，出礦干凈，無(wú)二次礦石損失；構(gòu)筑人工底柱，無(wú)須預(yù)留礦石底板，無(wú)礦石一次損失，資源回收利用率高。采用廢石、選礦尾砂充填采空區(qū)，廢石不出坑，減少尾礦庫(kù)壩及廢石場(chǎng)建設(shè)，土地占用少。
文檔編號(hào)E21F15/00GK102562065SQ20121000802
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者任紅崗, 劉文靜, 吳敏, 朱貴波, 潘榮森, 胡明清, 蔡學(xué)峰, 謝智謙, 譚卓英, 鐘文, 陳首學(xué), 黃真勁 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)