頂?shù)卓臻g重構(gòu)上向式高分層中深孔落礦嗣后充填采礦法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)采礦礦段中的頂?shù)卓臻g結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)重構(gòu)處置，采場(chǎng)高分層上向式的中深孔落礦嗣后充填采礦法，實(shí)現(xiàn)礦體安全、高效開采。主要適用于井下頂板和礦巖體破碎不穩(wěn)固的傾斜、急傾斜中厚礦體的開采，尤其適用于高品位破碎急傾斜中厚礦體的回采。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬礦井下破碎礦體開采中，出礦設(shè)備及人員在暴露頂板下作業(yè)，由于礦巖較破碎，穩(wěn)定性較差，回采過(guò)程中頂板易垮塌，給井下作業(yè)人員及設(shè)備的安全構(gòu)成了極大的威脅。隨著開采的推進(jìn)，頂板暴露面積逐漸增大，開采過(guò)程中的爆破震動(dòng)、頂板應(yīng)力集中都會(huì)對(duì)破碎頂板的穩(wěn)定性產(chǎn)生危害，使得頂板局部甚至大面積垮落，嚴(yán)重危害井下作業(yè)人員及設(shè)備的安全，同時(shí)，垮落區(qū)域礦石的回采難度增加，礦石的損失和貧化指標(biāo)進(jìn)一步惡化。因此，對(duì)這類破碎難采礦體的開采，必須處理好頂板穩(wěn)定性的難題，確保井下高效、安全地生產(chǎn)。
[0003]目前，此類礦體的開采，一般采用小分層小跨度進(jìn)路式或分層充填開采。這種方法為了控制頂板，降低了采場(chǎng)跨度，減小頂板暴露面積，有助于維持頂板穩(wěn)定性。但這種方法采場(chǎng)尺寸較小，生產(chǎn)能力受限，且前期采準(zhǔn)切割工程較大，同時(shí)生產(chǎn)的礦塊較多，充填工藝復(fù)雜，大大降低了回采效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種施工成本低，工序簡(jiǎn)單，效率較高、控制難度小的頂?shù)卓臻g重構(gòu)上向式高分層中深孔落礦嗣后充填采礦法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的頂?shù)卓臻g重構(gòu)上向式高分層中深孔落礦嗣后充填采礦法，采場(chǎng)預(yù)先切頂，使用錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)實(shí)施頂板空間環(huán)境預(yù)控重構(gòu)，構(gòu)筑高分層采場(chǎng)安全的頂板作業(yè)環(huán)境，實(shí)施中深孔鑿巖落礦，從階段下部向上開采，預(yù)留底部結(jié)構(gòu)空間的采空區(qū)實(shí)施膠結(jié)充填并對(duì)膠結(jié)充填表層硬化，重構(gòu)底部空間結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高分層深孔落礦頂?shù)卓臻g環(huán)境重構(gòu)向上式充填采礦。
[0006]具體的步驟是:階段高度H為50-60m，沿走向劃分采場(chǎng)，采場(chǎng)結(jié)構(gòu)的分層高度H。取12-14m，沿走向?qū)挾菳。為6-8m，頂板空間重構(gòu)控制高度hQ為3_4m，錨網(wǎng)依崩礦步距分片連續(xù)布置，步距Cltl為3-4m，錨網(wǎng)支護(hù)密度根據(jù)頂板穩(wěn)固性要求確定；
[0007]礦體下盤布置分層運(yùn)輸巷道及階段運(yùn)輸大巷，上盤布置回風(fēng)巷道及回風(fēng)天井，回風(fēng)天井與礦體傾角一致，鏟運(yùn)機(jī)在底部拉底進(jìn)路后退式出礦，第一分層中的拉底進(jìn)路寬度B1控制為3-3.5m ；
[0008]由切頂空間鉆鑿下向垂直中深孔，礦塊邊界采用預(yù)裂爆破，回采炮孔間距屯為
1.5-2m，底部分層炮孔深度氏為9-12m，上部分層炮孔深度H 2= 9m ;
[0009]沿高度方向分層、走向方向分條帶劃分礦塊，礦塊上向式間隔回采，嗣后膠結(jié)充填，充填達(dá)到上一切頂巷道的底部，切頂空間重構(gòu)為底部空間；充填管道沿天井進(jìn)入該層頂部回風(fēng)巷道，經(jīng)相鄰礦塊頂板內(nèi)的切頂巷道從采場(chǎng)中部向兩端充填；
[0010]充填體頂部采用硬化處理，作為下一步回采分層作業(yè)面。
[0011 ] 具體地，在同一分層上，礦塊的開采采用間隔方式，由礦段兩側(cè)向中間回采，工藝安排如下:(I)礦段兩側(cè)礦塊回采，出礦結(jié)束后即充填；根據(jù)采場(chǎng)產(chǎn)量要求，礦塊間工序安排上可以有時(shí)間差，礦塊準(zhǔn)備回采工程；(2)采空區(qū)充填體強(qiáng)度達(dá)到要求后，間隔礦塊后的礦塊開始回采，同時(shí)，充填體礦塊上層礦塊進(jìn)行采準(zhǔn)切割工程；(3)第二步礦塊回采完畢，充填封閉采空區(qū)，同時(shí)上層兩礦塊開始回采。依此類推，根據(jù)需要分配同時(shí)充填的采場(chǎng)個(gè)數(shù)、同時(shí)回采的采場(chǎng)個(gè)數(shù)。
[0012]本發(fā)明采用的頂?shù)卓臻g重構(gòu)上向式高分層中深孔落礦嗣后充填采礦法，是一種預(yù)先主動(dòng)頂?shù)卓臻g重構(gòu)方法，為礦體回采構(gòu)建一個(gè)安全穩(wěn)固的作業(yè)空間環(huán)境，利用錨網(wǎng)支護(hù)及圍巖的自承能力，以及充填體的強(qiáng)化剛性表層，減小因礦體回采暴露頂板造成破碎頂板的垮塌傷害，保障底部出礦人員及設(shè)備的安全，同時(shí)增大采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，有利于提高回采效率。這種方法的主要技術(shù)特點(diǎn)是:
[0013]第一，階段高分層礦體內(nèi)的頂?shù)卓臻g重構(gòu)，在采場(chǎng)內(nèi)的頂板采用錨網(wǎng)規(guī)則化的支護(hù)技術(shù)，膠結(jié)充填的頂部采用強(qiáng)化膠結(jié)面和利用上一分層的錨網(wǎng)頂板，重構(gòu)頂?shù)卓臻g環(huán)境，提尚礦山的頂?shù)装灏踩€(wěn)定性。
[0014]第二，頂?shù)卓臻g重構(gòu)實(shí)現(xiàn)高分層采場(chǎng)結(jié)構(gòu)的劃分，采用大型的鑿巖出礦設(shè)備，提高單個(gè)采場(chǎng)的回采能力及出礦效率。
[0015]第三，充填不接頂，預(yù)留底部結(jié)構(gòu)的空間尺寸，避免了傳統(tǒng)充填接頂工藝上的困難，并實(shí)現(xiàn)了空間的協(xié)同利用。
[0016]第四，采用高分層、頂?shù)卓臻g重構(gòu)技術(shù)，下層礦體的重構(gòu)頂板可作為上層礦體回采出礦作業(yè)的頂，充填體強(qiáng)化重構(gòu)作為出礦底部結(jié)構(gòu)，階段內(nèi)分層較少，采準(zhǔn)、切割工程相比同類采場(chǎng)較小，具有低切割比的優(yōu)勢(shì)。
[0017]第五，下向垂直中深孔，頂部鉆鑿下向炮孔，底部無(wú)殘留礦體，炮孔間隔均勻，有利于控制崩礦效果。
[0018]本發(fā)明應(yīng)用頂?shù)装蹇臻g重構(gòu)提高頂?shù)装宓目臻g結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，超前切頂并錨網(wǎng)支護(hù)重構(gòu)頂板空間并對(duì)膠結(jié)充填表層強(qiáng)化，實(shí)現(xiàn)底部結(jié)構(gòu)的空間重構(gòu)，為機(jī)械設(shè)備和人員的作業(yè)提供安全空間，從而增大采場(chǎng)尺寸，提高采場(chǎng)回采效率，保障采場(chǎng)高效、安全生產(chǎn)。
[0019]綜上所述，本發(fā)明是一種頂?shù)卓臻g重構(gòu)上向式高分層中深孔落礦嗣后充填采礦法，預(yù)先處理不穩(wěn)固的礦巖頂板重構(gòu)頂板空間環(huán)境，采用垂直中深孔爆破，平底結(jié)構(gòu)機(jī)械出礦，不留底部結(jié)構(gòu)并嗣后膠結(jié)不接頂充填，強(qiáng)化膠結(jié)充填的頂部結(jié)構(gòu)面，構(gòu)筑下一步回采的底部出礦空間，在保障回采安全的情況下，盡可能地提高采場(chǎng)生產(chǎn)能力及回采效率。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是預(yù)控頂錨網(wǎng)結(jié)構(gòu)主視示意圖。
[0021]圖2是預(yù)控頂錨網(wǎng)結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖。
[0022]圖3是預(yù)控頂錨網(wǎng)布置圖。
[0023]圖4是采礦方法正視圖。
[0024]圖5是圖4中I — I剖視圖。
[0025]圖6是圖5中II一II剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027]圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6中標(biāo)注的序號(hào)分別代表:1.拉底巷道2.預(yù)控頂部空間3.錨桿4.豎向中深孔5.膠結(jié)硬化層6.膠結(jié)充填體7.待采礦塊8.回采礦塊9.錨網(wǎng)支護(hù)10.空區(qū)嗣后充填11.預(yù)控頂?shù)卓臻g12.底層拉底巷道13.階段回風(fēng)天井14.膠結(jié)充填體15.膠結(jié)硬化層16.預(yù)控頂?shù)卓臻g17.上盤脈外回風(fēng)巷18.下盤分層運(yùn)輸巷19.下盤階段運(yùn)輸大巷20.層間聯(lián)絡(luò)斜坡道21.石門。
[0028]參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6，頂?shù)卓臻g環(huán)境重構(gòu)的上向式高分層中深孔