專利名稱：非爆破開挖再造人工群柱深孔崩礦嗣后充填采礦法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非爆破開挖再造人工群柱深孔崩礦嗣后充填開采方法，尤其是適用于地下金屬礦松軟破碎礦體的開采。
背景技術(shù)：
松軟破碎金屬礦床一直被視為一種復(fù)雜難采礦體，由于礦體的節(jié)理裂隙發(fā)育，礦巖整體穩(wěn)定性較差，可允許暴露面積小，因此多采用下向式進(jìn)路充填采礦法進(jìn)行此類礦體的回采。而在傳統(tǒng)的下向式進(jìn)路充填采礦法中，其人工條柱構(gòu)筑的方法仍舊是采用下向進(jìn)路膠結(jié)充填法構(gòu)筑，此構(gòu)筑法的作業(yè)循環(huán)包括鑿巖爆破、出礦、充填和護(hù)頂?shù)?，完成一個(gè)循環(huán)后，再轉(zhuǎn)入另一分層的回采，因此存在著工藝復(fù)雜、安全條件差、作業(yè)效率低、采充循環(huán)周期長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、礦塊生產(chǎn)能力低及采礦成本高等缺點(diǎn)。因此，傳統(tǒng)的人工條柱構(gòu)筑方式制約著下向式進(jìn)路采礦法的回采效率，也影響到整個(gè)盤區(qū)的生產(chǎn)能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在松軟破碎礦體開采中，構(gòu)筑的效率高、 工藝簡(jiǎn)單、成本較低且采場(chǎng)和群柱的穩(wěn)定性高，作業(yè)效率高，礦塊生產(chǎn)能力大的非爆破開挖再造人工群柱深孔崩礦嗣后充填采礦法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的非爆破開挖再造人工群柱深孔崩礦嗣后充填采礦法，用反井鉆機(jī)鉆進(jìn)技術(shù)在條柱礦體范圍內(nèi)按一定的排列布置方式開挖一定數(shù)量的柱井，待柱井開挖完后，在其內(nèi)放入鋼筋籠，鋼筋籠可以分段放入，然后采用混凝土進(jìn)行充填，以此來形成人工群柱，群柱的力學(xué)性質(zhì)滿足采場(chǎng)穩(wěn)定性的要求，替代人工條柱，在回采礦段的周圍形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)固的受限空間。應(yīng)用大直徑深孔崩礦方式回采礦房，鏟運(yùn)機(jī)出礦，出礦完畢后一次性充填采空區(qū)。在需要構(gòu)筑人工條柱區(qū)域的上部水平和下部水平分別開挖鉆機(jī)硐室、更換擴(kuò)孔刀頭的硐室，在鉆機(jī)工作硐室內(nèi)，向下鉆進(jìn)導(dǎo)孔，導(dǎo)孔直徑為0. 25m，導(dǎo)孔穿鑿至更換擴(kuò)孔刀頭的硐室后，拆除導(dǎo)孔鉆頭，更換成擴(kuò)孔鉆頭，并由下向上擴(kuò)孔，完成柱井的開挖，柱井的直徑為 2. Om0各個(gè)柱井按照1-2-1交互的排列布置方式開挖，柱井的直徑為2.0m，柱井間距為1.0m;每開挖一個(gè)柱井后，在柱井內(nèi)分段放置鋼筋籠，鋼筋籠每段的長(zhǎng)度為2m，直徑為 1. 6m，并對(duì)柱井進(jìn)行混凝土充填；然后進(jìn)行下一個(gè)柱井的開挖和充填，完成整個(gè)人工群柱的施工。在回采礦段的周圍，利用人工構(gòu)筑的柱群形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)固的受限空間，在鑿巖硐室中鉆鑿大抵抗線的下向大直徑深孔，采用深孔崩礦方式進(jìn)行回采；大量崩落的礦石通過放礦口由鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)出，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化出礦；出礦結(jié)束后，通過人工頂柱中的充填井下放充填料，充填采空區(qū)。本發(fā)明的有益效果是，采用非爆破技術(shù)開挖柱井，并充填柱井形成人工群柱，利用群柱替代人工條柱，構(gòu)筑的效率高、工藝簡(jiǎn)單、成本較低且采場(chǎng)和群柱的穩(wěn)定性高，作業(yè)效率高，礦塊生產(chǎn)能力大，解決了人工條柱構(gòu)筑效率低下而影響盤區(qū)生產(chǎn)能力的難題。


圖1是非爆破開挖再造人工群柱深孔崩礦嗣后充填采礦方法的主視圖。圖2是非爆破開挖再造人工群柱深孔崩礦嗣后充填采礦方法的左視圖。圖中1.中段水平運(yùn)輸巷道，2.采礦充填進(jìn)路，3.大直徑深孔，4.注漿孔，5.通風(fēng)聯(lián)絡(luò)道，6.充填聯(lián)絡(luò)道，7.充填進(jìn)路，8.預(yù)留充填井，9.回采頂板時(shí)出礦巷道，10.人工頂柱，11.拉槽鑿巖硐室，12.礦體邊界線，13.切割天井，14.拉底底線，15.裝礦進(jìn)路，16.出礦巷道，17.拉底鑿巖平巷，18.充填措施井，19.柱井，20.溜井；圖3是沿圖1中III-III向的剖視圖。圖4是沿圖1中IV-IV向剖視圖。圖中，20.溜井，13.切割天井，18.充填措施井，11.拉槽鑿巖硐室，8.預(yù)留充填井， 21.人工柱群，22.短聯(lián)絡(luò)巷，23.鑿巖硐室，24.礦體，25.斜井，26.充填通風(fēng)聯(lián)絡(luò)道，27.電耙硐室，28.回采進(jìn)路，29.下盤出礦巷道；圖5是沿圖1中V-V向剖視圖。圖6是沿圖1中VI-VI向剖視圖。圖中，27.電耙硐室，20.溜井，30.電耙道，13.切割天井，31.充填回風(fēng)井，17.拉底鑿巖平巷，18.充填措施井，19.柱井，32.通風(fēng)井，15.裝礦進(jìn)路；圖7是群柱1-2-1交互排列布置示意圖。圖中，19.柱井，33.人工條柱區(qū)域礦體圖8是群柱和人工頂板構(gòu)筑的受限空間示意圖。圖中，34.群柱，10.人工頂板
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8，該方案的具體實(shí)施是(1)在需要構(gòu)筑人工條柱區(qū)域的上部水平開挖鉆機(jī)硐室，鉆機(jī)硐室凈斷面需滿足柱井的傾角、方位角和設(shè)備搬運(yùn)方便等要求；同時(shí)在人工條柱的下部水平開挖更換擴(kuò)孔刀頭的硐室。(2)在鉆機(jī)硐室內(nèi)，向下鉆進(jìn)導(dǎo)孔，導(dǎo)孔穿鑿至最下部的更換擴(kuò)孔刀頭的硐室后， 在更換擴(kuò)孔刀頭的硐室內(nèi)拆除導(dǎo)孔鉆頭，更換成擴(kuò)孔鉆頭，并由下向上擴(kuò)孔，導(dǎo)孔的直徑為 0. 25m，柱井的直徑為2. 0m。(3)柱井按照1-2-1交互的排列布置方式開挖，完成一定數(shù)量的柱井；每開挖一個(gè)柱井后，在柱井內(nèi)放置鋼筋籠，可通過分段下放，鋼筋籠每段的長(zhǎng)度為2. Om,直徑為1. 6m, 并對(duì)柱井進(jìn)行混凝土充填，然后進(jìn)行下一個(gè)柱井的開挖和充填，完成整個(gè)人工群柱的施工， 從而在回采礦段的周圍形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)固的受限空間。(4)在鑿巖硐室中鉆鑿大抵抗線的下向大直徑深孔，采用深孔崩礦方式進(jìn)行回采。 (5)大量崩落的礦石通過放礦口由鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)出，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化出礦；出礦結(jié)束后，通過人工頂柱中的充填井下放 充填料，充填采空區(qū)。
權(quán)利要求
1.一種非爆破開挖再造人工群柱深孔崩礦嗣后充填采礦法，其特征是利用反井鉆機(jī)鉆井技術(shù)在條柱礦體范圍內(nèi)按一定的組合排列方式開挖一定數(shù)量的柱井，待柱井開挖完后，在其內(nèi)放入鋼筋籠，然后采用混凝土進(jìn)行充填，以此來形成人工群柱，群柱的力學(xué)性質(zhì)滿足采場(chǎng)穩(wěn)定性的要求，用以替代人工條柱，在回采礦段的周圍形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)固的受限空間；應(yīng)用大直徑深孔崩礦方式回采礦房，鏟運(yùn)機(jī)出礦，出礦完畢后一次性充填采空區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非爆破開挖再造人工群柱深孔崩礦嗣后充填采礦法，其特征是在需要構(gòu)筑人工條柱區(qū)域的上部水平和下部水平分別開挖鉆機(jī)硐室、更換擴(kuò)孔刀頭的硐室，在鉆機(jī)工作硐室內(nèi)，向下鉆進(jìn)導(dǎo)孔，導(dǎo)孔直徑為0. 25m，導(dǎo)孔穿鑿至更換擴(kuò)孔刀頭的硐室后，拆除導(dǎo)孔鉆頭，更換成擴(kuò)孔鉆頭，并由下向上擴(kuò)孔，完成柱井的開挖，柱井的直徑為 2. Om0
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非爆破開挖再造人工群柱深孔崩礦嗣后充填采礦法， 其特征是各個(gè)柱井按照1-2-1交互的排列布置方式開挖，柱井的直徑為2. 0m，柱井間距為1.0m;每開挖一個(gè)柱井后，在柱井內(nèi)分段放置鋼筋籠，鋼筋籠每段的長(zhǎng)度為2m，直徑為 1. 6m，并對(duì)柱井進(jìn)行混凝土充填；然后進(jìn)行下一個(gè)柱井的開挖和充填，完成整個(gè)人工群柱的施工。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非爆破開挖再造人工群柱深孔崩礦嗣后充填采礦法，其特征是在回采礦段的周圍，利用人工構(gòu)筑的柱群形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)固的受限空間，在鑿巖硐室中鉆鑿大抵抗線的下向大直徑深孔，采用深孔崩礦方式進(jìn)行回采；大量崩落的礦石通過放礦口由鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)出，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化出礦；出礦結(jié)束后，通過人工頂柱中的充填井下放充填料，充填采空區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非爆破開挖再造人工群柱深孔崩礦嗣后充填采礦法，利用反井鉆機(jī)鉆井技術(shù)在條柱礦體范圍內(nèi)按一定的排列布置方式開挖一定數(shù)量的柱井；待柱井開挖完后，在其內(nèi)放入鋼筋籠，然后采用混凝土進(jìn)行充填，形成人工群柱，群柱的力學(xué)性質(zhì)滿足采場(chǎng)穩(wěn)定性的要求，用以替代人工條柱，在回采礦段的周圍形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)固的受限空間；應(yīng)用大直徑深孔崩礦方式回采礦房，鏟運(yùn)機(jī)出礦，出礦完畢后一次性充填采空區(qū)。本發(fā)明適用于地下金屬礦松軟破碎礦體的開采，采用非爆破技術(shù)開挖柱井，并充填柱井形成人工群柱替代人工條柱，具有施工工藝簡(jiǎn)單、構(gòu)筑效率高、生產(chǎn)成本低、采礦效率高，礦塊和盤區(qū)生產(chǎn)能力大等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21C41/16GK102226396SQ20111013080
公開日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者劉朝暉, 劉澤洲, 周科平, 李杰林, 肖雄, 董國(guó)慶, 鄧紅衛(wèi) 申請(qǐng)人:中南大學(xué)