本發(fā)明涉及一種采礦方法，尤其涉及一種深部高應(yīng)力環(huán)境下自穩(wěn)窿形采場布置采礦方法。

背景技術(shù)：

隨著淺部資源日益枯竭，礦產(chǎn)開采逐漸走向深部。據(jù)統(tǒng)計(jì)與預(yù)測，我國“十三五”期間有50余座金屬礦山將進(jìn)入地下1000m以下開采。目前，設(shè)計(jì)、施工中，采礦方法中的礦房和礦柱形狀是規(guī)則長方體，而規(guī)則形狀會導(dǎo)致尖角存在，造成回采爆破后礦柱尖角處應(yīng)力集中，礦柱穩(wěn)定性較差。深部礦床開采面臨高井溫、高地應(yīng)力和高井深“三高”特殊環(huán)境，帶來諸多安全和技術(shù)等難題，傳統(tǒng)的采礦方法已難以適應(yīng)深部礦床安全高效低成本開采的要求，需創(chuàng)新深部金屬礦床的采礦方法，形成適應(yīng)深部礦床高應(yīng)力環(huán)境的采礦方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能有效的提高采場穩(wěn)定性，為深部高應(yīng)力礦床安全開采提供有效安全保障的深部高應(yīng)力環(huán)境下自穩(wěn)窿形采場布置采礦方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的深部高應(yīng)力環(huán)境下自穩(wěn)窿形采場布置采礦方法，包括以下步驟：

(1)、礦塊布置：

將礦體劃分為階段，在階段內(nèi)劃分礦塊，再將礦塊劃分為狀礦房與礦柱，垂直間隔礦體走向礦房和礦柱，礦房斷面布置形狀為上部橢圓狀、下部為塹溝倒梯形狀的橢圓狀礦房，礦柱斷面布置形狀為上部拱形狀、下部為塹溝倒梯形狀的自穩(wěn)窿形礦柱；

(2)、采準(zhǔn)切割工程：

采切工程主要掘進(jìn)脈外運(yùn)輸巷道、分段鑿巖巷道、裝礦橫巷、裝礦斜巷和塹溝巷道工程；自脈外斜坡道道掘進(jìn)布置在上下盤脈外運(yùn)輸巷道，在脈外運(yùn)輸巷道掘進(jìn)裝礦橫巷和塹溝巷道，在裝礦橫巷中每隔10～12.5m以45°角向礦體掘裝礦斜巷；采場底部出礦結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為塹溝結(jié)構(gòu)，在塹溝巷道、分段鑿巖聯(lián)絡(luò)道切割天井，并以切割天井為自由面形成底部塹溝和切割槽；

(3)回采：

礦塊的回采分兩步進(jìn)行，第一步回采橢圓狀礦房，第二步回采自穩(wěn)窿形礦柱；在分段鑿巖巷道和塹溝巷道內(nèi)鑿上向扇形炮孔，其中分段鑿巖巷道內(nèi)鑿巖要按照嚴(yán)格的炮孔設(shè)計(jì)的角度和長度進(jìn)行施工；向炮孔內(nèi)填裝乳化炸藥，非電導(dǎo)爆系統(tǒng)起爆；每次爆2～3排孔，多分段同時(shí)崩礦，爆破后形成階梯狀工作面，在沿著礦體走向方向形成自穩(wěn)的窿形礦柱邊界；

(4)通風(fēng)：

新鮮風(fēng)流由斜坡道、脈外運(yùn)輸巷道進(jìn)入采場底部裝礦橫巷及各分段鑿巖巷道，沖洗工作面后，污風(fēng)由采場另一翼斜坡道進(jìn)入上中段；

(5)出礦工作：

爆落下礦石經(jīng)裝礦橫巷，脈外運(yùn)輸巷道運(yùn)至礦石溜井進(jìn)行出礦；

(6)充填工作：

橢圓狀礦房礦石全部運(yùn)搬完畢后，用全尾砂膏體充填料膠結(jié)充填全部橢圓狀礦房空區(qū)；

(7)自穩(wěn)窿形礦柱的回采：

待兩邊礦房采完后，膏體充填并養(yǎng)護(hù)好充填體后，自穩(wěn)窿形礦柱用與橢圓狀礦房相同的方法回采，布孔方式也采用扇形孔，充填用全尾砂膠結(jié)充填。

上述步驟(1)、礦塊布置中：橢圓狀礦房、自穩(wěn)窿形礦柱寬是相鄰塹溝巷道間距，寬度為20～30m，長度為礦體的厚度，橢圓狀礦房、自穩(wěn)窿形礦柱高度是階段高度40～60m，橢圓狀礦房在高度上劃分分段，一般分3個(gè)分段，分段高為13～20m。

上述步驟(3)回采：中：采用乳化炸藥裝藥臺車向炮孔內(nèi)填裝乳化炸藥，非電導(dǎo)爆系統(tǒng)起爆。

上述步驟(5)出礦工作中：爆落下礦石由柴油鏟運(yùn)機(jī)在采場底部結(jié)構(gòu)裝礦斜巷中鏟裝礦石，經(jīng)裝礦橫巷，脈外運(yùn)輸巷道將礦石運(yùn)至礦石溜井進(jìn)行出礦。

采用上述技術(shù)方案的深部高應(yīng)力環(huán)境下自穩(wěn)窿形采場布置采礦方法，是針對現(xiàn)有采礦方法的不足，有效解決了深部礦體回采所存在的由于高應(yīng)力致使礦柱不穩(wěn)定，而造成的回采安全性差等問題。目前，設(shè)計(jì)、施工中，采礦方法中的礦房和礦柱形狀是規(guī)則長方體，而規(guī)則形狀會導(dǎo)致尖角存在，造成回采爆破后礦柱尖角處應(yīng)力集中，礦柱穩(wěn)定性較差，本發(fā)明改變了傳統(tǒng)的礦房、礦柱布置形狀，該方法能有效的提高采場穩(wěn)定性，為深部高應(yīng)力礦床安全開采提供有效安全保障。

本發(fā)明的特點(diǎn)是：崩礦開始之前，在礦塊底部拉底形成塹溝，橢圓狀礦房、自穩(wěn)窿形礦柱側(cè)面形成切割槽，以此為自由面進(jìn)行向側(cè)面崩礦，崩落的礦石借自重落到塹溝放出；礦房回采結(jié)束后，充填礦房，再回采礦柱并處理礦柱空區(qū)。與傳統(tǒng)規(guī)則礦房、礦柱布置的采礦方法相比較，本發(fā)明具有如下的有益效果：

本發(fā)明特別適用于深部高應(yīng)力厚大礦體的開采。在階段內(nèi)劃分礦塊，再將礦塊劃分為礦房與礦柱，垂直間隔布置礦房、礦柱，礦房斷面布置形狀為上部橢圓狀、下部為塹溝倒梯形狀，礦柱斷面布置形狀為上部拱形狀、下部為塹溝倒梯形狀，創(chuàng)新的設(shè)計(jì)了自穩(wěn)窿形的采場布置，改善了礦房、礦柱的受力條件，積極的地壓控制，極大的提高了采場穩(wěn)定性，對深部礦產(chǎn)資源開發(fā)過程的安全提供了有力保障。在深部高應(yīng)力條件下實(shí)現(xiàn)高效采礦，采礦效率提高10％～15％；單采場生產(chǎn)能力≥900t/d。礦石回采率≥85％，損失率≤12％。本發(fā)明有效解決了深部高應(yīng)力條件下，礦體回采所存在的安全隱患，杜絕了礦柱失穩(wěn)現(xiàn)象的產(chǎn)生，保證了礦山安全穩(wěn)定的生產(chǎn)。

綜上所述，本發(fā)明是一種能有效的提高采場穩(wěn)定性，為深部高應(yīng)力礦床安全開采提供有效安全保障的深部高應(yīng)力環(huán)境下自穩(wěn)窿形采場布置采礦方法。

附圖說明

圖1本發(fā)明采礦方法的主視圖。

圖2是圖1的Ⅰ-Ⅰ向視圖。

圖3是圖1的Ⅱ-Ⅱ向視圖。

圖中：1-橢圓狀礦房；2-自穩(wěn)窿形礦柱；3-塹溝巷道；4-上向扇形炮孔；5-充填體；6-分段鑿巖巷道；7-底柱；8-溜井；9-出礦斜巷；10-出礦橫巷；11-脈外運(yùn)輸巷道；12-斜坡道；13-切割天井。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參見圖1、圖2和圖3，本發(fā)明提供的深部高應(yīng)力環(huán)境下自穩(wěn)窿形采場布置采礦方法，包括以下步驟：

(1)礦塊布置：

將礦體劃分為階段，在階段內(nèi)劃分礦塊，再將礦塊劃分為狀礦房與礦柱，垂直間隔礦體走向礦房和礦柱，礦房斷面布置形狀為上部橢圓狀、下部為塹溝倒梯形狀的橢圓狀礦房1，礦柱斷面布置形狀為上部拱形狀、下部為塹溝倒梯形狀的自穩(wěn)窿形礦柱2，橢圓狀礦房1、自穩(wěn)窿形礦柱1寬是相鄰塹溝巷道3間距，寬度為25m，長度為礦體的厚度40m，橢圓狀礦房1、自穩(wěn)窿形礦柱2高度是階段高度60m，橢圓狀礦房1在高度上劃分分段，一般分3個(gè)分段，分段高為13～20m；

(2)采準(zhǔn)切割工程：

采切工程主要掘進(jìn)塹溝巷道3、分段鑿巖巷道6、裝礦斜巷9、裝礦橫巷10和脈外運(yùn)輸巷道11等工程。自脈斜坡道12掘進(jìn)布置在上下盤脈外運(yùn)輸巷道11，在脈外運(yùn)輸巷道11掘進(jìn)裝礦橫巷10和塹溝巷道3，在裝礦橫巷中每隔10～12.5m以45°角向礦體掘裝礦斜巷6。采場底部出礦結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為塹溝結(jié)構(gòu)，在塹溝巷道3、分段鑿巖聯(lián)絡(luò)道切割天井13，并以切割天井為自由面形成底部塹溝和切割槽。

(3)回采：

礦塊的回采分兩步進(jìn)行，第一步回采橢圓狀礦房1，第二步回采自穩(wěn)窿形礦柱2。用瑞典SANDVIK K41鑿巖臺車在分段鑿巖巷道6和塹溝巷道3內(nèi)鑿上向扇形炮孔4，排距為1.6m，孔底距為1.8～2.0m，鉆孔直徑Φ70mm，其中分段鑿巖巷道6內(nèi)鑿巖要按照嚴(yán)格的炮孔設(shè)計(jì)的角度和長度進(jìn)行施工。采用乳化炸藥裝藥臺車向炮孔內(nèi)填裝乳化炸藥，非電導(dǎo)爆系統(tǒng)起爆。每次爆2～3排孔，多分段可同時(shí)崩礦，爆破后形成階梯狀工作面，在沿著礦體走向方向形成自穩(wěn)的窿形礦柱2邊界。

(4)通風(fēng)：

新鮮風(fēng)流由斜坡道12、脈外運(yùn)輸巷道11進(jìn)入采場底部裝礦橫巷10及各分段鑿巖巷道6，沖洗工作面后，污風(fēng)由采場另一翼斜坡道進(jìn)入上中段。

(5)出礦工作：

爆落下礦石由4m³柴油鏟運(yùn)機(jī)在采場底部結(jié)構(gòu)裝礦斜巷9中鏟裝礦石，經(jīng)裝礦橫巷10，脈外運(yùn)輸巷道11將礦石運(yùn)至礦石溜井進(jìn)9行出礦。

(6)充填工作：

橢圓狀礦房1礦石全部運(yùn)搬完畢后，用全尾砂膏體充填料膠結(jié)充填全部橢圓狀礦房1空區(qū)，形成充填體5。

(7)自穩(wěn)窿形礦柱的回采：

待兩邊礦房采完后，膏體充填并養(yǎng)護(hù)28天充填體后，自穩(wěn)窿形礦柱2用與橢圓狀礦房相同的方法回采，布孔方式也采用扇形布孔，充填用全尾砂膠結(jié)充填。