專利名稱：一種底部冒落群賦存條件下大型水平礦柱采礦方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種采礦方法，特別涉及一種在底部冒落群復雜地質(zhì)條件下的采礦方法，主要涉及大型金屬礦山復雜地質(zhì)條件下的水平礦柱。
背景技術(shù)：
對于冒落群賦存條件下開采，目前采用的是小型礦柱開采，然而對于巖石條件破碎、節(jié)理發(fā)育的復雜地質(zhì)條件，必須充分考慮水平礦柱資源量大、回采作業(yè)時間長的特點，并且還要充分考慮資源回收率的問題。而隨著水平礦柱的大規(guī)模開采，需研究出底部存在大面積不連續(xù)冒落群水平礦柱的的采礦方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種縮短采礦時間，資源回收率高的一種底部冒落群賦存條件下大型水平礦柱采礦方法。本發(fā)明充分考慮了水平礦柱資源量大、回采作業(yè)時間長的特點，并且還要充分考慮資源回收率的問題，利用下向膠結(jié)充填的采礦方法而提供一種在底部冒落群復雜地質(zhì)條件下的采礦方法。本發(fā)明所述的一種底部冒落群賦存條件下大型水平礦柱采礦方法，是通過以下步驟完成的:
一、采取階梯式推進的采礦方案及采礦組織，規(guī)劃一個冒落群賦存水平礦柱，可按4.Sm的高度先劃分為若干分層，再在每個分層劃分若干個盤區(qū)，按礦體走向依次標明單號盤區(qū)和雙號盤區(qū)，將各盤區(qū)分成5m寬X 4.Sm高的進路，每個盤區(qū)先采的進路稱為礦房，后采的進路稱為礦柱，先采雙號盤區(qū)的礦房，后采單號盤區(qū)礦柱，反之亦然；
二、受地壓活動及采礦擾動的影響，盤區(qū)內(nèi)部回采條件變差，進路回采困難加大時，利用上一分段回采下分段水平礦柱I 2層礦體，將下分段水平礦柱回采分層控制在3 4層之內(nèi)，縮短該分段水平礦柱回采時間，減少該分段的返修，合理有效回采來釋放由于上下盤圍巖移動造成的應(yīng)力集中問題，增強各盤區(qū)回采的安全可靠性，以最大限度地回收該水平礦柱的礦石資源，利用上分段工程，從各盤區(qū)開口掘進分層聯(lián)絡(luò)道回采該分段第一分層及第二分層礦體，結(jié)合上分段各盤區(qū)實際回采標高與設(shè)計標高相比，均存在超挖2m 6.4m的現(xiàn)象，采取適當調(diào)整各盤區(qū)的分層回采高度的措施，可將原來上分段分層設(shè)計高度4m，確保該水平礦柱只需回采3 4個分層，即可實現(xiàn)縮短水平礦柱回采作業(yè)時間，加速該水平礦柱資源回收；
三、實施卸壓開采技術(shù)，提高水平礦柱各盤區(qū)整體穩(wěn)定性，在設(shè)計當中使水平礦柱上下盤區(qū)進路實現(xiàn)交錯布置的回采方案，在盤區(qū)回采當中，采場頂板在工程地質(zhì)條件較好的地段，選取5m的進路寬度，遇到冒落區(qū)、冒落松散區(qū)及巖石破碎帶，選取4m的進路寬度，以保證回采的正常進行，盡量縮短采空區(qū)暴露時間，減小暴露面積，適當對先下盤后上盤的回采進行方法，先回采盤區(qū)兩翼和下盤，上盤的關(guān)鍵進路，將盤區(qū)與原巖隔離，以達到類似卸壓的一種開米方式；
四、提高充填接頂率的技術(shù)，針對進路回采底板不平整，造成下一分層進路頂板高低不平，利用中腰線延伸儀，檢查掘進方向、標定采掘中線，隨時檢查施工底板、延伸腰線，實現(xiàn)將盤區(qū)分層道標定的腰線延伸至采礦進路、將進路口標定的中心及時延伸至作業(yè)面，看好中心、腰線，控制好回采進路底板及掘進方向，確保回采進路兩幫平直、底板平整，在待進路高頂板處固定I根充填管、I根排氣管，一頭固定在高頂板上，另一頭接到充填板墻外。在接頂充填時，利用預(yù)留的充填進行接頂充填，觀察墻外的排氣管，剛開始時，排氣管一直在排氣，當有水從排氣管流出，立即停車，表明已經(jīng)達到高頂板接頂?shù)男Ч?，在冒落區(qū)、冒落松散區(qū)及巖石破碎帶進行加密鋪吊，將原來的設(shè)計布筋網(wǎng)度1.0mX 1.5m進行調(diào)整，調(diào)整為l.0mXl.125m，要求一排必須按照5根進行布筋，由于首分層回采存在冒落區(qū)和局部充填進路不接頂?shù)默F(xiàn)象，且存在大量老坑道、充填回風井，這些對水平礦柱充填接頂影響極大，將造成充填量預(yù)算，不利于充填管理，因此，在遇到水平礦柱回采時，充填準備過程中必須對發(fā)現(xiàn)的老坑道、充填回風井、空區(qū)時進行封閉，對空區(qū)采取礦石填實的方法進行封閉，對老坑道采取礦石填實或砌筑板墻的方法進行封閉，對充填回風井采取充填、礦石填實的方法進行封閉，以減少充填料漿在充填接頂過程中進入老巷道、采空區(qū)或者充填回風井，提高充填接頂率；
五、安全措施:分層道盡量不要經(jīng)過冒落區(qū)，要與冒落區(qū)段錯開，分層道在冒落區(qū)不要設(shè)計進路的開口處和前半段，盡量設(shè)計在進路的中后段；將冒落區(qū)不要設(shè)計在進路的開口處和前半段，盡量設(shè)計在進路的中后段，最好設(shè)計在進路的掌子頭等，在分層道出現(xiàn)冒落區(qū)，及時進行鋼拱架或木棚子支護，并進行兩側(cè)打砼處理，打砼高度不少于2.5m，在進路中，對冒落區(qū)段或巖石破碎區(qū)段要進行速噴支護，在進路開口處，要考慮噴錨網(wǎng)鎖口支護；對冒落區(qū)段及時進行速噴、噴錨網(wǎng)支護，必要時采取鋼拱架支護，防止垮幫等的擴大，要求管理人員清楚首采分段冒落區(qū)在每條進路的分布區(qū)段位置，在進路開口前，對施工人員進行技術(shù)交底，在出現(xiàn)冒落或可能出現(xiàn)冒落的作業(yè)現(xiàn)場懸掛警示牌和紅燈泡，提醒作業(yè)人員提高警惕；在冒落區(qū)段或可能出現(xiàn)冒落的區(qū)段回采時，采取縮小斷面、降低進尺、減少藥量、將斷面打成倒梯臺形、加強檢撬、做好相鄰盤區(qū)的放炮警戒、進行速噴支護等措施，保證塌陷區(qū)段的安全回采，針對水平礦柱末層將遇到冒落區(qū)的實際情況，建立水平礦柱回采檢測機制，在鑿巖前，在進路底板先打探眼對回采底板的安全狀況進行探測，并要求詳細記錄是否有廢舊巷道，巷道底板是否發(fā)現(xiàn)出露錨桿，探眼角度、深度多少米處見灰。采用上述一種底部冒落群賦存條件下大型水平礦柱采礦方法，能安全有效地回收地壓大、礦巖破碎、地質(zhì)條件復雜的貴重稀有金屬礦石，且具有高回采率和較低的貧化率的優(yōu)點，能夠滿足水平礦柱安全回采、資源回收的需要。


圖1是本發(fā)明實施例底部冒落群賦存條件下大型水平礦柱采礦方法圖的側(cè)視；
圖2是圖1的主視 圖3是圖1的俯視 圖4是本發(fā)明實施例底部冒落群賦存條件下大型水平礦柱采礦方法充填鋼筋敷設(shè)圖； 圖5是圖4的C-C剖視圖；具體實施方案下面結(jié)合附圖結(jié)合實例對使用本發(fā)明作進一步說明:
一、采取階梯式推進的采礦方案及采礦組織:假定規(guī)劃一個規(guī)模特大長約600余m、平均厚度約120余m的特大型冒落群賦存水平礦柱1，可按4.Sm的高度先劃分為若干分層8，再在每個分層按IOOmX IOOm劃分若干個盤區(qū)，按礦體走向依次標明單號盤區(qū)和雙號盤區(qū)，將各盤區(qū)分成5m寬X 4.Sm高的進路，每個盤區(qū)先采的進路稱為礦房3，后采的進路稱為礦柱4 ;先采雙號盤區(qū)的礦房3，后采單號盤區(qū)礦柱4，反之亦然。二、當受地壓活動及采礦擾動的影響，盤區(qū)內(nèi)部回采條件變差，進路回采困難加大時，可利用上一分段6回采下分段水平礦柱I 2層礦體，將下分段水平礦柱I回采分層控制在3 4層之內(nèi)，縮短該分段水平礦柱回采時間，減少該分段的返修，合理有效回采來釋放由于上下盤圍巖移動造成的應(yīng)力集中問題，增強各盤區(qū)2 (a),2(b)回采的安全可靠性，以最大限度地回收該水平礦柱I的礦石資源。利用上分段工程，從各盤區(qū)開口掘進分層聯(lián)絡(luò)道7回采該分段第一分層及第二分層礦體。結(jié)合上分段各盤區(qū)實際回采標高與設(shè)計標高相比，均存在超挖2m 6.4m的現(xiàn)象，采取適當調(diào)整各盤區(qū)的分層回采高度的措施，可將原來上分段分層8設(shè)計高度4m，確保該水平礦柱只需回采3 4個分層8，即可實現(xiàn)縮短水平礦柱回采作業(yè)時間，加速該水平礦柱I資源回收。三、實施卸壓開采技術(shù)，提高水平礦柱I各盤區(qū)整體穩(wěn)定性，在設(shè)計當中使水平礦柱上下盤區(qū)進路盡可能實現(xiàn)交錯布置的回采方案，這種進路布置可以減小充填體暴露面積，對水平礦柱安全回采起到了非常好作用。在盤區(qū)回采當中，采場頂板在工程地質(zhì)條件較好的地段，選取5m的進路寬度，如果遇到冒落區(qū)5、冒落松散區(qū)及巖石破碎帶，選取4m的進路寬度，以保證回采的正常進行。采取突出“強采強充、快采快充”原則，盡量縮短采空區(qū)暴露時間，減小暴露面積，適當對先“下盤10后上盤11”的回采進行方法，先回采盤區(qū)兩翼和下盤10，上盤11的關(guān)鍵進路，將盤區(qū)與原巖隔離，以達到類似卸壓的一種開采方式。四、提高充填接頂率的技術(shù)，針對進路回采底板不平整，造成下一分層進路頂板高低不平，利用中腰線延伸儀，檢查掘進方向、標定采掘中線，隨時檢查施工底板、延伸腰線，實現(xiàn)將盤區(qū)分層道7標定的腰線延伸至采礦進路、將進路口標定的中心及時延伸至作業(yè)面，看好中心、腰線，控制好回采進路底板及掘進方向，確?；夭蛇M路兩幫平直、底板平整。在待進路高頂板處固定I根充填管12、I根排氣管13，一頭固定在高頂板上，另一頭接到充填板墻外。在接頂充填時，利用預(yù)留的充填進行接頂充填，觀察墻外的排氣管13，剛開始時，排氣管13—直在排氣，當有水從排氣管13流出，立即停車，表明已經(jīng)達到高頂板接頂?shù)男Ч?。在冒落區(qū)、冒落松散區(qū)5及巖石破碎帶進行加密鋪吊14，將原來的設(shè)計布筋15網(wǎng)度1.0mX 1.5m進行調(diào)整，調(diào)整為1.0mX 1.125m,要求一排必須按照5根進行布筋15。由于首分層8回采存在冒落區(qū)和局部充填進路不接頂?shù)默F(xiàn)象，且存在大量老坑道、充填回風井16等，這些對水平礦柱I充填接頂影響極大，將造成充填量預(yù)算，不利于充填管理，因此，在遇到水平礦柱回采時，充填準備過程中必須對發(fā)現(xiàn)的老坑道、充填回風井、空區(qū)時進行封閉，對空區(qū)采取礦石填實的方法進行封閉，對老坑道采取礦石填實或砌筑板墻的方法進行封閉，對充填回風井采取充填、礦石填實的方法進行封閉，以減少充填料漿在充填接頂過程中進入老巷道、采空區(qū)或者充填回風井15，提高充填接頂率。
五、安全措施:分層道盡量不要經(jīng)過冒落區(qū)，要與冒落區(qū)段錯開，分層道7在冒落區(qū)5不要設(shè)計進路的開口處和前半段，盡量設(shè)計在進路的中后段；將冒落區(qū)5不要設(shè)計在進路的開口處和前半段，盡量設(shè)計在進路的中后段，最好設(shè)計在進路的掌子頭等。在分層道出現(xiàn)冒落區(qū)5，及時進行鋼拱架或木棚子支護，并進行兩幫打砼處理，打砼高度不少于2.5m ；在進路中，對冒落區(qū)段或巖石破碎區(qū)段要進行速噴支護；在進路開口處，要考慮噴錨網(wǎng)鎖口支護；對冒落區(qū)段及時進行速噴、噴錨網(wǎng)支護，必要時采取鋼拱架支護，防止垮幫等的擴大。要求管理人員清楚首采分段6冒落區(qū)5在每條進路的分布區(qū)段位置，在進路開口前，對施工人員進行技術(shù)交底；在出現(xiàn)冒落或可能出現(xiàn)冒落的作業(yè)現(xiàn)場懸掛警示牌和紅燈泡，提醒作業(yè)人員提高警惕；在冒落區(qū)段5或可能出現(xiàn)冒落的區(qū)段回采時，采取縮小斷面、降低進尺、減少藥量、將斷面打成倒梯臺形、加強檢撬、做好相鄰盤區(qū)的放炮警戒、進行速噴支護等措施，保證塌陷區(qū)段的安全回采。針對水平礦柱末層將遇到冒落區(qū)5的實際情況，建立水平礦柱回采檢測機制，在鑿巖前，在進路底板先打探眼對回采底板的安全狀況進行探測，并要求詳細記錄是否有廢舊巷道，巷道底板是否發(fā)現(xiàn)出露錨桿，探眼角度、深度多少米處見灰，為安全生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
權(quán)利要求
1.一種底部冒落群賦存條件下大型水平礦柱采礦方法，其特征在于: 一、采取階梯式推進的采礦方案及采礦組織，規(guī)劃一個冒落群賦存水平礦柱，可按4.Sm的高度先劃分為若干分層，再在每個分層劃分若干個盤區(qū)，按礦體走向依次標明單號盤區(qū)和雙號盤區(qū)，將各盤區(qū)分成5m寬X 4.Sm高的進路，每個盤區(qū)先采的進路稱為礦房，后采的進路稱為礦柱，先采雙號盤區(qū)的礦房，后采單號盤區(qū)礦柱，反之亦然； 二、受地壓活動及采礦擾動的影響，盤區(qū)內(nèi)部回采條件變差，進路回采困難加大時，利用上一分段回采下分段水平礦柱I 2層礦體，將下分段水平礦柱回采分層控制在3 4層之內(nèi)，縮短該分段水平礦柱回采時間，減少該分段的返修，合理有效回采來釋放由于上下盤圍巖移動造成的應(yīng)力集中問題，增強各盤區(qū)回采的安全可靠性，以最大限度地回收該水平礦柱的礦石資源，利用上分段工程，從各盤區(qū)開口掘進分層聯(lián)絡(luò)道回采該分段第一分層及第二分層礦體，結(jié)合上分段各盤區(qū)實際回采標高與設(shè)計標高相比，均存在超挖2m 6.4m的現(xiàn)象，采取適當調(diào)整各盤區(qū)的分層回采高度的措施，可將原來上分段分層設(shè)計高度4m，確保該水平礦柱只需回采3 4個分層，即可實現(xiàn)縮短水平礦柱回采作業(yè)時間，加速該水平礦柱資源回收； 三、實施卸壓開采技術(shù)，提高水平礦柱各盤區(qū)整體穩(wěn)定性，在設(shè)計當中使水平礦柱上下盤區(qū)進路實現(xiàn)交錯布置的回采方案，在盤區(qū)回采當中，采場頂板在工程地質(zhì)條件較好的地段，選取5m的進路寬度，遇到冒落區(qū)、冒落松散區(qū)及巖石破碎帶，選取4m的進路寬度，以保證回采的正常進行，盡量縮短采空區(qū)暴露時間，減小暴露面積，適當對先下盤后上盤的回采進行方法，先回采盤區(qū)兩翼和下盤，上盤的關(guān)鍵進路，將盤區(qū)與原巖隔離，以達到類似卸壓的一種開米方式； 四、提高充填接頂率的技術(shù)，針對進路回采底板不平整，造成下一分層進路頂板高低不平，利用中腰線延伸儀，檢查掘進方向、標定采掘中線，隨時檢查施工底板、延伸腰線，實現(xiàn)將盤區(qū)分層道標定的腰線延伸至采礦進路、將進路口標定的中心及時延伸至作業(yè)面，看好中心、腰線，控制好回采進路底板及掘進方向，確?；夭蛇M路兩幫平直、底板平整，在待進路高頂板處固定I根充填 管、I根排氣管，一頭固定在高頂板上，另一頭接到充填板墻外，在接頂充填時，利用預(yù)留的充填進行接頂充填，觀察墻外的排氣管，剛開始時，排氣管一直在排氣，當有水從排氣管流出，立即停車，表明已經(jīng)達到高頂板接頂?shù)男Ч?，在冒落區(qū)、冒落松散區(qū)及巖石破碎帶進行加密鋪吊，將原來的設(shè)計布筋網(wǎng)度1.0mXl.5m進行調(diào)整，調(diào)整為l.0mXl.125m，要求一排必須按照5根進行布筋，由于首分層回采存在冒落區(qū)和局部充填進路不接頂?shù)默F(xiàn)象，且存在大量老坑道、充填回風井，在遇到水平礦柱回采時，充填準備過程中必須對發(fā)現(xiàn)的老坑道、充填回風井、空區(qū)時進行封閉，對空區(qū)采取礦石填實的方法進行封閉，對老坑道采取礦石填實或砌筑板墻的方法進行封閉，對充填回風井采取充填、礦石填實的方法進行封閉，以減少充填料漿在充填接頂過程中進入老巷道、采空區(qū)或者充填回風井，提高充填接頂率； 五、安全措施:分層道盡量不要經(jīng)過冒落區(qū)，要與冒落區(qū)段錯開，分層道在冒落區(qū)不要設(shè)計進路的開口處和前半段，盡量設(shè)計在進路的中后段；將冒落區(qū)不要設(shè)計在進路的開口處和前半段，盡量設(shè)計在進路的中后段，在分層道出現(xiàn)冒落區(qū)，及時進行鋼拱架或木棚子支護，并進行兩側(cè)打砼處理，打砼高度不少于2.5m，在進路中，對冒落區(qū)段或巖石破碎區(qū)段要進行速噴支護，在進路開口處，要考慮噴錨網(wǎng)鎖口支護；對冒落區(qū)段及時進行速噴、噴錨網(wǎng)支護，必要時采取鋼拱架支護，防止垮幫等的擴大，在冒落區(qū)段或可能出現(xiàn)冒落的區(qū)段回采時，采取縮小斷面、降低進尺、減少藥量、將斷面打成倒梯臺形、加強檢撬、做好相鄰盤區(qū)的放炮警戒、進行速噴支護等措施，保證塌陷區(qū)段的安全回采，針對水平礦柱末層將遇到冒落區(qū)的實際情況，建立水平礦柱回采檢測機制，在鑿巖前，在進路底板先打探眼對回采底板的安全狀況進行探測，并要求詳細記錄是否有廢舊巷道，巷道底板是否發(fā)現(xiàn)出露錨桿，探眼角度、深度多 少米處見灰。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種底部冒落群賦存條件下大型水平礦柱采礦方法，通過采取階梯式推進的采礦方案及采礦組織，規(guī)劃一個冒落群賦存水平礦柱，可按4.8m的高度先劃分為若干分層，再在每個分層劃分若干個盤區(qū)，按礦體走向依次標明單號盤區(qū)和雙號盤區(qū)，將各盤區(qū)分成5m寬×4.8m高的進路，每個盤區(qū)先采的進路稱為礦房，后采的進路稱為礦柱，先采雙號盤區(qū)的礦房，后采單號盤區(qū)礦柱，反之亦然。采用上述方法，能安全有效地回收地壓大、礦巖破碎、地質(zhì)條件復雜的貴重稀有金屬礦石，且具有高回采率和較低的貧化率的優(yōu)點，能夠滿足水平礦柱安全回采、資源回收的需要。
文檔編號E21C41/22GK103147760SQ20131008327
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者周橋, 楊志強 申請人:金川集團股份有限公司