一種大結(jié)構(gòu)分段鑿巖階段出礦嗣后充填采礦法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地下礦山開采領(lǐng)域，特別涉及礦巖穩(wěn)固急傾斜厚大礦體開采的一種大結(jié)構(gòu)分段鑿巖階段出礦嗣后充填采礦法。
【背景技術(shù)】
[0002]對于礦巖穩(wěn)固~極穩(wěn)固的急傾斜厚大礦體開采而言，分段鑿巖階段出礦嗣后充填采礦法是一種比較適合的采礦方法。該方法將中段內(nèi)礦體劃分為分段，階段底部水平設(shè)有底部出礦結(jié)構(gòu)，在分段鑿巖巷道中鑿巖、爆破落礦，崩落礦石集中在底部出礦水平進(jìn)行鏟裝或搬運(yùn)，采場落礦、出礦完畢后對采空區(qū)進(jìn)行充填處理。
[0003]目前我國礦山所采用的分段鑿巖階段出礦嗣后充填采礦法階段高度通常為50~60m，分段高度10~12m，礦房、礦柱跨度10~12m。正?；夭煞謨刹竭M(jìn)行，一步驟回采礦房，二步驟回采礦柱，期間不對底部結(jié)構(gòu)進(jìn)行回采。底部結(jié)構(gòu)礦石通常不回收、在中段回采完畢后回收或在礦山服務(wù)年限末尾作為“殘礦”統(tǒng)一回收。
[0004]對于大型特大型地下礦山來說，采用上述結(jié)構(gòu)參數(shù)的分段鑿巖階段出礦嗣后充填法進(jìn)行生產(chǎn)，為滿足礦山生產(chǎn)能力，往往需要同時安排多個中段、多個采場同時進(jìn)行生產(chǎn)，礦山采準(zhǔn)切割工程量大、工期緊，采場生產(chǎn)調(diào)度、作業(yè)安排等工作量繁復(fù)，人員設(shè)備工班消耗大，工效低。此外，若不對底部結(jié)構(gòu)進(jìn)行回收，則相當(dāng)一部分礦石資源被浪費(fèi)損失；若在中段回采完畢或服務(wù)年限末期回收，原有部分工程需維護(hù)費(fèi)用高，且受前期采動及底部結(jié)構(gòu)礦石特殊賦存形態(tài)影響，后期回采環(huán)境嚴(yán)重惡化，新增工程布置、施工難度大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種大結(jié)構(gòu)分段鑿巖階段出礦嗣后充填采礦法，該方法采場生產(chǎn)能力大，效率高，能夠滿足大型特大型礦山生產(chǎn)能力的要求，同時能在回采主體礦石的同時實(shí)現(xiàn)底部結(jié)構(gòu)的安全高效回收。
[0006]本發(fā)明的同步回收底部結(jié)構(gòu)的大結(jié)構(gòu)分段鑿巖階段出礦嗣后充填采礦法，階段高度100~120m，分段高度20~25m，采場長為礦體厚度，寬20~30m，階段出礦水平采用平底式底部結(jié)構(gòu)。采場回采與底部結(jié)構(gòu)回收同步交叉進(jìn)行。
[0007]所述采場沿礦體走向劃分為奇數(shù)號采場和偶數(shù)號采場。
[0008]兩個相鄰的奇數(shù)號采場和偶數(shù)號采場共用一個底部結(jié)構(gòu)，所述底部結(jié)構(gòu)的回采分為左右兩個1/2底部結(jié)構(gòu)進(jìn)行回采。
[0009]從回采時間和空間上來看，回采分四步進(jìn)行:第一步回采奇數(shù)號采場，采空區(qū)不充填；第二步回采奇數(shù)號采場對應(yīng)的1/2底部結(jié)構(gòu)，回采完畢后充填奇數(shù)號采場及其底部結(jié)構(gòu)采空區(qū)；第三步回采偶數(shù)號采場，采空區(qū)不充填；第四步回采偶數(shù)號采場對應(yīng)的另外1/2底部結(jié)構(gòu)，回采完畢后充填偶數(shù)號采場及其底部結(jié)構(gòu)采空區(qū)。
[0010]所述階段高度100~120m，分段高度20~25m，采場長為礦體厚度，寬20~30m，其值根據(jù)礦體賦存形態(tài)、礦巖穩(wěn)固性、理論分析計算結(jié)果及所用機(jī)械設(shè)備等因素綜合確定。
[0011]所述平底式底部結(jié)構(gòu)包括一條出礦穿脈、兩條受礦巷道、數(shù)條出礦進(jìn)路，空間形態(tài)呈一個大的對稱三角形產(chǎn)出。其中，出礦穿脈布置在礦塊中央位置由兩側(cè)采場共用，最優(yōu)選巷道規(guī)格4.2mX4.1m ;兩條受礦塹溝分別位于遠(yuǎn)離中央出礦穿脈的一側(cè)邊界位置，最優(yōu)選溝底寬度4.2m，高25m，坡角55°。
[0012]奇數(shù)號采場對應(yīng)的1/2底部結(jié)構(gòu)回采時，人員設(shè)備在采場底部結(jié)構(gòu)的出礦進(jìn)路中進(jìn)行鑿巖、裝藥，以奇數(shù)號采場空區(qū)為自由面和補(bǔ)償空間進(jìn)行爆破，崩礦后鏟運(yùn)機(jī)經(jīng)奇數(shù)號采場和相鄰偶數(shù)號采場的出礦進(jìn)路出礦；偶數(shù)號采場對應(yīng)的1/2底部結(jié)構(gòu)回采時，人員設(shè)備在采場底部結(jié)構(gòu)的出礦進(jìn)路中進(jìn)行鑿巖、裝藥，以偶數(shù)號采場空區(qū)為自由面和補(bǔ)償空間進(jìn)行爆破，崩礦后鏟運(yùn)機(jī)經(jīng)偶數(shù)號采場的出礦進(jìn)路出礦。
[0013]在第一步進(jìn)行奇數(shù)號采場回采的同時，在偶數(shù)號采場對應(yīng)的1/2底部結(jié)構(gòu)中同時施工出礦進(jìn)路，施工進(jìn)度應(yīng)保證在奇數(shù)號采場對應(yīng)的1/2底部結(jié)構(gòu)回采正式開始前完成。
[0014]底部結(jié)構(gòu)回采時，中深孔鑿巖臺車在出礦進(jìn)路中鉆鑿反向排面傾角的扇形炮孔，最優(yōu)選炮孔孔底距底部結(jié)構(gòu)斜面距離控制為1.5m，排面傾角90~82°不等，隨著回采工作面向后的推進(jìn)炮孔排面傾角逐漸變小。底部結(jié)構(gòu)下部礦體鑿巖采用YG-40型鑿巖機(jī)鑿小角度孔和水平孔。
[0015]底部結(jié)構(gòu)回采時，要求底部結(jié)構(gòu)回采工作面推進(jìn)至出礦穿脈4~5m時即停止回采。然后在出礦進(jìn)路相對平整、斷面面積較小處砌筑充填擋墻并進(jìn)行充填。
[0016]偶數(shù)號采場對應(yīng)底部結(jié)構(gòu)回采出礦石采用遙控鏟運(yùn)機(jī)出礦；奇數(shù)號采場對應(yīng)底部結(jié)構(gòu)回采出礦可采用常規(guī)鏟運(yùn)機(jī)，當(dāng)?shù)V石無法鏟裝干凈時可采用遙控鏟運(yùn)機(jī)。
[0017]相比于現(xiàn)有采礦方法和技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢:采準(zhǔn)切割工程量大大減少，單個采場生產(chǎn)能力大，效率高，工人勞動強(qiáng)度低，生產(chǎn)調(diào)度和管理簡單。同時，在采場主體礦石回采的同時對采場底部結(jié)構(gòu)的礦石進(jìn)行了同步交叉回收，回采作業(yè)安全，資源回收率高，能充分利用現(xiàn)有工程，解決了后期單獨(dú)回收底部結(jié)構(gòu)時工程維護(hù)費(fèi)用高、回采環(huán)境惡化、新增工程布置難度大等一系列問題。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的主視圖。
[0019]圖2是本發(fā)明的采場回采的左視圖。
[0020]圖3是本發(fā)明的俯視圖。
[0021]圖4是本發(fā)明回收底部結(jié)構(gòu)的左視圖。
[0022]圖中:1-中段運(yùn)輸巷道；2_分段巷道；3_鑿巖巷道；4_崩落礦石；5_出礦進(jìn)路；6-出礦穿脈；7_中深孔；8_充填體；9_充填擋墻。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0024]參見圖1、圖2、圖3及圖4，將礦體沿走向劃分為奇數(shù)號采場和偶數(shù)號采場，并按照中段高度100m，采場跨度均為20m，分段高度25m的采場結(jié)構(gòu)參數(shù)形成中段運(yùn)輸巷道、分段巷道、鑿巖巷道、出礦穿脈、出礦進(jìn)路等采準(zhǔn)切割工程。采切工程形成后即可開始回采，回采時第一步回采奇數(shù)號采場，采空區(qū)不充填；第二步回采奇數(shù)號采場對應(yīng)的1/2底部結(jié)構(gòu)，回采完畢后充填奇數(shù)號采場及其底部結(jié)構(gòu)采空區(qū)；第三步回采偶數(shù)號采場，采空區(qū)不充填；第四步回采偶數(shù)號采場對應(yīng)的另外1/2底部結(jié)構(gòu)，回采完畢后充填偶數(shù)號采場及其底部結(jié)構(gòu)采空區(qū)。奇數(shù)號、偶數(shù)號采場回采采用分段鑿巖階段出礦的方式，人員設(shè)備在分段鑿巖巷道中進(jìn)行鑿巖、裝藥、爆破等作業(yè)，崩落礦石在出礦水平對應(yīng)1/2底部結(jié)構(gòu)中經(jīng)出礦穿脈、出礦進(jìn)路用鏟運(yùn)機(jī)鏟裝。奇數(shù)號采場對應(yīng)的1/2底部結(jié)構(gòu)回采時，人員設(shè)備在采場底部結(jié)構(gòu)的出礦進(jìn)路中進(jìn)行鑿巖、裝藥，以奇數(shù)號采場空區(qū)為自由面和補(bǔ)償空間進(jìn)行爆破，崩礦后鏟運(yùn)機(jī)經(jīng)奇數(shù)號采場和相鄰偶數(shù)號采場的出礦進(jìn)路出礦；偶數(shù)號采場對應(yīng)的1/2底部結(jié)構(gòu)回采時，人員設(shè)備在采場底部結(jié)構(gòu)的出礦進(jìn)路中進(jìn)行鑿巖、裝藥，以偶數(shù)號采場空區(qū)為自由面和補(bǔ)償空間進(jìn)行爆破，崩礦后鏟運(yùn)機(jī)經(jīng)偶數(shù)號采場的出礦進(jìn)路出礦。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大結(jié)構(gòu)分段鑿巖階段出礦嗣后充填采礦法，其特征在于:采場沿礦體走向劃分為奇數(shù)號采場和偶數(shù)號采場，階段出礦水平采用平底式底部結(jié)構(gòu)，兩個相鄰的奇數(shù)號采場和偶數(shù)號采場共用一個底部結(jié)構(gòu)，底部結(jié)構(gòu)的回采分為左右兩個1/2底部結(jié)構(gòu)進(jìn)行回采，采場回采與底部結(jié)構(gòu)回收同步交叉進(jìn)行:第一步回采奇數(shù)號采場，回采方式為分段鑿巖階段出礦，采空區(qū)暫不充填；第二步回采奇數(shù)號采場對應(yīng)的1/2底部結(jié)構(gòu)，回采結(jié)束后將礦房及其對應(yīng)的1/2底部結(jié)構(gòu)對應(yīng)采空區(qū)進(jìn)行充填；第三步回采偶數(shù)號采場，回采同樣采用分段鑿巖階段出礦方式進(jìn)行，采空區(qū)暫不充填；第四步回采礦柱對應(yīng)的1/2底部結(jié)構(gòu)，回采結(jié)束后將礦柱及其對應(yīng)1/2底部結(jié)構(gòu)對應(yīng)空區(qū)進(jìn)行充填。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大結(jié)構(gòu)分段鑿巖階段出礦嗣后充填采礦法，其特征在于:階段高100~120m，分段高度20~25m，采場長為礦體厚度，寬20~30m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大結(jié)構(gòu)分段鑿巖階段出礦嗣后充填采礦法，其特征在于:所述平底式底部結(jié)構(gòu)包括一條出礦穿脈、兩條受礦巷道和數(shù)條出礦進(jìn)路，空間形態(tài)呈一個大的對稱三角形產(chǎn)出，出礦穿脈布置在礦塊中央位置由兩側(cè)采場共用，兩條受礦塹溝分別位于遠(yuǎn)離中央出礦穿脈的一側(cè)邊界位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的大結(jié)構(gòu)分段鑿巖階段出礦嗣后充填采礦法，其特征在于:奇數(shù)號采場對應(yīng)的1/2底部結(jié)構(gòu)回采時，人員設(shè)備在采場底部結(jié)構(gòu)的出礦進(jìn)路中進(jìn)行鑿巖、裝藥，以奇數(shù)號采場空區(qū)為自由面和補(bǔ)償空間進(jìn)行爆破，崩礦后經(jīng)奇數(shù)號采場和相鄰偶數(shù)號采場的出礦進(jìn)路出礦；偶數(shù)號采場對應(yīng)的1/2底部結(jié)構(gòu)回采時，人員設(shè)備在采場底部結(jié)構(gòu)的出礦進(jìn)路中進(jìn)行鑿巖、裝藥，以偶數(shù)號采場空區(qū)為自由面和補(bǔ)償空間進(jìn)行爆破，崩礦后經(jīng)偶數(shù)號采場的出礦進(jìn)路出礦。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大結(jié)構(gòu)分段鑿巖階段出礦嗣后充填采礦法，其特征在于:在第一步進(jìn)行奇數(shù)號采場回采的同時，在偶數(shù)號采場對應(yīng)的1/2底部結(jié)構(gòu)中同時施工出礦進(jìn)路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的大結(jié)構(gòu)分段鑿巖階段出礦嗣后充填采礦法，其特征在于:底部結(jié)構(gòu)回采時，在出礦進(jìn)路中鉆鑿反向排面傾角的扇形炮孔，隨著回采工作面向后的推進(jìn)炮孔排面傾角逐漸變小。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的大結(jié)構(gòu)分段鑿巖階段出礦嗣后充填采礦法，其特征在于:底部結(jié)構(gòu)回采時，要求底部結(jié)構(gòu)回采工作面推進(jìn)至出礦穿脈4~5m時即停止回采。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大結(jié)構(gòu)分段鑿巖階段出礦嗣后充填采礦法，采場回采與底部結(jié)構(gòu)回收同步交叉進(jìn)行，第一步回采奇數(shù)號采場，回采方式為分段鑿巖階段出礦，采空區(qū)暫不充填；第二步回采奇數(shù)號采場對應(yīng)的1/2底部結(jié)構(gòu)，回采結(jié)束后將礦房及其對應(yīng)的1/2底部結(jié)構(gòu)對應(yīng)采空區(qū)進(jìn)行充填；第三步回采偶數(shù)號采場，采空區(qū)暫不充填；第四步回采礦柱對應(yīng)的1/2底部結(jié)構(gòu)，回采結(jié)束后將礦柱及其對應(yīng)1/2底部結(jié)構(gòu)對應(yīng)空區(qū)進(jìn)行充填。本發(fā)明采準(zhǔn)切割工程量大大減少，單個采場生產(chǎn)能力大，效率高，工人勞動強(qiáng)度低，生產(chǎn)調(diào)度和管理簡單。同時，在采場主體礦石回采的同時對采場底部結(jié)構(gòu)的礦石進(jìn)行了同步交叉回收，回采作業(yè)安全，資源回收率高。
【IPC分類】E21C41-22, E21F15-00
【公開號】CN104863592
【申請?zhí)枴緾N201510339681
【發(fā)明人】宋嘉棟, 周愛民, 林衛(wèi)星, 詹進(jìn), 周禮, 柳小勝, 歐任澤, 王長軍, 甯瑜林, 宋興, 羅佳
【申請人】長沙礦山研究院有限責(zé)任公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年6月18日