组合再造结构体中深孔落矿协同锚索支护嗣后充填采矿法
【专利摘要】本发明公开了一种组合再造结构体中深孔落矿协同锚索支护嗣后充填采矿法,采用下向式分段回采,首先在上盘围岩中掘进一条切顶进路,采用光面爆破,切顶完毕后沿矿体走向构筑人工顶板(其中预留充填天井);在上盘围岩中沿矿体走向掘进集凿岩、支护、出矿于一体的多功能巷道,采用中深孔布置扇形炮孔,同时利用中深孔布置围岩注浆加固与锚索支护上盘工程,使围岩注浆加固、爆破落矿工作和锚索支护工作“合三为一”;采用后退式回采、铲运机出矿,实现矿体安全、高效、规模化回采。本采矿方法适用于矿体、围岩均布稳固的倾斜矿体的开采,具有采准工程量小,作业安全可靠,回采效率高等特点。
【专利说明】组合再造结构体中深孔落矿协同锚索支护嗣后充填采矿法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种地下金属矿的采矿方法,特别是涉及一种组合再造结构体下中深孔落矿协同锚索支护嗣后充填采矿方法,主要适用于矿体顶底板、上下盘围岩不稳固,矿石品位较高的倾斜中厚矿体。
【背景技术】
[0002]对于顶底板、上下盘围岩破碎不稳固的高品位倾斜中厚矿体,一般米用上向或下向分层充填法进行回采,逐层回采时需要采用锚杆、锚网等支护措施,工序复杂,且工作人员一般都是在暴露面下或崩落岩层下进行作业,其生产安全性较差。存在的突出问题是采切工程量大,采矿成本高;分层开采工作效率低下,难以实现规模化开采;上下盘围岩支护作业落后于爆破落矿作业,矿石的损失、贫化高,带来很大的经济损失。因此,顶底板、上下盘围岩破碎成为限制该类矿体安全、高效、低成本、规模化开采的瓶颈所在。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提出一种在构筑人工顶板、上下盘围岩预先加固与支护的组合再造结构体下,实现矿体安全、高效、规模化开采有效结合的组合再造结构体中深孔落矿协同锚索支护嗣后充填采矿法。
[0004]为了解决上述技术问题,本发明提供的组合再造结构体中深孔落矿协同锚索支护嗣后充填采矿法,采用下向式分段回采,首先在上盘围岩中掘进一条切顶进路,采用光面爆破,切顶完毕后沿矿体走向构筑人工顶板;在上盘围岩中沿矿体走向掘进集凿岩、支护、出矿于一体的多功能巷道,采用中深孔布置扇形炮孔,同时利用中深孔布置围岩注浆加固与锚索支护上盘工程,使围岩注浆加固、爆破落矿工作和锚索支护工作“合三为一”;采用后退式回采、铲运机出矿,实现矿体安全、高效、规模化回采。
[0005]具体步骤如下:
[0006](I)将矿体划分为中段,每个中段划分为两个分段进行下向式回采;
[0007](2)在矿体上盘围岩中沿矿体倾向布置切割上山,上分段矿房顶部掘进一条切顶进路,完成切顶工作后,采用移动式充填泵送系统注浆,废石胶结充填形成人工顶板;在人工顶板构筑过程中,预先布置充填井;
[0008](3)在围岩下盘与矿体的边界处,沿矿体倾向掘进切割天井,作为首次中深孔爆破落矿的补偿空间,沿矿体走向采用后退式分步骤回采;
[0009](4)各分段掘进联络道沟通切割上山与矿体,并在上部切顶进路以及联络道中沿矿体走向掘进集凿岩、支护、出矿于一体的多功能巷道;在各多功能巷道中,布直扇形中深孔,利用中深孔注浆加固和布置锚索支护上盘围岩,并采用高效率的中深孔大量落矿,采用铲运机出矿。
[0010]采用上述技术方案的组合再造结构体中深孔落矿协同锚索支护嗣后充填采矿法,充分利用中深孔,协同注浆、长锚索安装、爆破落矿工作,充分利用集凿岩、支护、出矿功能于一体的多功能巷道,实现凿岩、打孔、支护、出矿工作间的有序结合。将中段矿体划分为两个分段,在矿房顶部切顶后,采用废石胶结充填构筑一层人工假顶,实现采矿环境再造。依据采场暴露面积合理确定人工顶板的高度,确保采场顶板的稳定性。通过多功能巷道钻凿中深孔对上盘围岩进行劈裂注浆,从而加固破碎围岩。随中深孔爆破分段落矿,按锚索支护设计,安装长锚索,进行锚索注浆,支护上盘围岩,确保下一分段安全开采。在围岩下盘与矿体的边界处切割天井,以切割天井为自由面爆破形成切割槽,作为大规模回采的自由面。在分段凿岩、支护、出矿巷道内,钻凿中深孔并采用侧向崩矿方式崩落矿石,后退式回采;利用铲运机和平底底部结构进行出矿,出矿完毕后立即进行充填采场作业;通过分析钻凿中深孔岩芯,确定矿体与上盘围岩的边界线,合理布置中深孔参数和装药结构,减少矿石的损失与贫化。出矿完毕后,根据上盘围岩支护情况及顶底板稳固性确定充填料配比、充填高度和充填料总方量,尽量采用废石等较低强度的充填料,降低充填成本。
[0011]本发明的有益效果是,解决了围岩和矿体均不稳固条件下矿体安全高效回采的技术难题,采用多种支护方式,实现组合再造结构体,保证回采工作面的安全。充分利用上盘围岩中的多功能巷道,实现凿岩、支护、出矿功能集成,大量减少了采准工程量;充分利用中深孔协同围岩支护、爆破落矿作业;采用废石嗣后充填,降低了采矿成本,体现了绿色采矿的理念。本采矿方法可以实现矿体安全、高效、绿色、规模化回采。
[0012]综上所述,本发明是一种在构筑人工顶板、上下盘围岩预先加固与支护的组合再造结构体下,实现矿体安全、高效、规模化开采有效结合的组合再造结构体中深孔落矿协同锚索支护嗣后充填采矿法。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是采矿方法设计主视图即沿图2中C-C线剖示图。
[0014]图2是沿图1中A-A线剖面图。
[0015]图3是沿图1中B-B线剖面图。
[0016]图4是扇形中深孔局部放大图。
[0017]图中:1.水平运输巷道,2.人工假顶,3.充填天井,4.锚索及中深孔,5.崩落矿石,6.切割天井,7.中段运输巷道,8.出矿进路,9.上盘围岩,10.多功能巷道,11.分段联络道,12.上山进路,13.切顶进路,14.扇形中深孔,15.中深孔爆破落矿段,16.中深孔注浆(锚索)支护段。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0019]参见图1,图2,图3和图4,将矿体划分为中段,中段划分采场时,将上下中段采场交错布置,进行下向式回采。在矿体下盘钻凿切割天井6,并以切割天井6为爆破自由面形成切割槽,作为后续大规模回采工作的爆破自由面。在矿体上盘围岩中掘进上山进路12,与水平运输巷道I相连通,构成采区运输系统。在中段顶板掘进切顶进路13到达矿体,切顶工作完毕后构筑人工假顶2,并在顶板中预留充填天井3。在上盘围岩中掘进分段联络道11,连通上山进路到达矿体。通过分段联络道11在上盘围岩沿矿体走向掘进集凿岩、支护、出矿于一体的多功能巷道10 ;凿岩设备在多功能巷道10内钻凿扇形中深孔14,形成中深孔爆破落矿段15和中深孔注浆(锚索)支护段16。通过扇形中深孔14依次进行装药、联线、爆破、注浆(锚索支护)等作业,崩落矿石5采用平底结构由铲运机集中出矿。各分段的矿石依此经出矿进路8、分段联络道11、上山进路12运至中段运输巷道7,再由矿山运输系统运出地表。采场回采完毕后立即充填采空区,充填作业采用移动式泵送充填系统经过水平沿脉巷道7充填料充入采空区;依据采空区形态和围岩稳固性的实际情况,决定充填高度和充填体积,采空区均为不完全接顶充填;采场进行充填前,预先砌筑充填挡墙,并预埋PVC排水管,将积水排至各中段水仓。
[0020]回采过程中,根据矿体和上下盘围岩的地质条件采用合适的支护方式(注浆支护或注浆锚索共同支护),并加强对充填体强度的监测。
【权利要求】
1.一种组合再造结构体中深孔落矿协同锚索支护嗣后充填采矿法,其特征是:采用下向式分段回采,首先在上盘围岩中掘进一条切顶进路,采用光面爆破,切顶完毕后沿矿体走向构筑人工顶板;在上盘围岩中沿矿体走向掘进集凿岩、支护、出矿于一体的多功能巷道,采用中深孔布置扇形炮孔,同时利用中深孔布置围岩注浆加固与锚索支护上盘工程,使围岩注浆加固、爆破落矿工作和锚索支护工作“合三为一”;采用后退式回采、铲运机出矿,实现矿体安全、高效、规模化回采。
2.根据权利要求1所述的组合再造结构体中深孔落矿协同锚索支护嗣后充填采矿法,其特征是:具体步骤如下:(1)将矿体划分为中段,每个中段划分为两个分段进行下向式回采;(2)在矿体上盘围岩中沿矿体倾向布置切割上山,上分段矿房顶部掘进一条切顶进路,完成切顶工作后,采用移动式充填泵送系统注浆,废石胶结充填形成人工顶板;在人工顶板构筑过程中,预先布置充填井;(3)在围岩下盘与矿体的边界处,沿矿体倾向掘进切割天井,作为首次中深孔爆破落矿的补偿空间,沿矿体走向采用后退式分步骤回采;(4)各分段掘进联络道沟通切割上山与矿体,并在上部切顶进路以及联络道中沿矿体走向掘进集凿岩、支护、出矿于一体的多功能巷道;在各多功能巷道中,布直扇形中深孔,利用中深孔注浆加固和布置锚索支护上盘围岩,并采用高效率的中深孔大量落矿,采用铲运机出矿。
【文档编号】E21C41/22GK103437769SQ201310404154
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】邓红卫, 周科平, 李杰林, 宾峰, 张健, 田维刚 申请人:中南大学