一種垂直中深孔落礦小分段進(jìn)路充填采礦法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬礦山地下開(kāi)采技術(shù)，尤其是進(jìn)路式充填采礦法。
【背景技術(shù)】
[0002]避免鑿巖爆破作業(yè)人員在頂板暴露面積較大的空間中長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)是預(yù)防采場(chǎng)冒頂片幫事故、保證礦業(yè)安全生產(chǎn)最行之有效的方法。上向進(jìn)路式充填采礦法采場(chǎng)頂板暴露面積小，但其采準(zhǔn)工程量大，架設(shè)充填擋墻多，采礦作業(yè)效率低，且充填接頂困難而難以在部分礦山使用，該方法適用于價(jià)值較高、品位較富的礦體回采，對(duì)于一般的有色金屬礦山來(lái)說(shuō)其采礦成本偏高，不利于控制成本。而分段充填采礦法雖然也避免了鑿巖爆破作業(yè)人員在頂板暴露面積較大的環(huán)境中作業(yè)的方式，但其采用扇形炮孔，上下分段鑿巖巷道交錯(cuò)布置，爆破作業(yè)后采場(chǎng)頂板極不平整，危巖倒掛現(xiàn)象普遍，敲幫問(wèn)頂作業(yè)難以進(jìn)行，給后續(xù)出礦作業(yè)的鏟運(yùn)機(jī)司機(jī)等人員的安全構(gòu)成了威脅。VCR法采用大直徑深孔進(jìn)行球形藥包分次爆破落礦，回采結(jié)束后礦房空幫面積大，對(duì)于穩(wěn)固性較差到一般的礦體，極易產(chǎn)生大面積片幫，對(duì)于中小型有色金屬礦山企業(yè)、非急傾斜礦體及礦巖邊界變化較復(fù)雜的中小礦體難以適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是:提供一種既能夠使鑿巖爆破作業(yè)人員處在暴露面積較小且進(jìn)行過(guò)有效支護(hù)的頂板下作業(yè)，同時(shí)具有采準(zhǔn)工程量小、充填擋墻少、采礦作業(yè)效率高、無(wú)需充填接頂、對(duì)各種中等傾斜以上礦體具有良好適應(yīng)性的充填采礦方法。
[0004]本發(fā)明的垂直中深孔落礦小分段進(jìn)路充填采礦法，分段鑿巖巷道3、回采進(jìn)路4及礦柱5垂直礦體走向布置，分段鑿巖巷道3寬3?5米，高2?3米，礦柱5寬度3?5米，分段聯(lián)絡(luò)巷7沿礦體走向布置，溜礦井9和回風(fēng)充填井6位于分段聯(lián)絡(luò)巷7下盤(pán)布置，分段高度5?8米。
[0005]上述的采礦法，沿礦體走向的側(cè)面上，上下兩個(gè)分段的鑿巖巷道3對(duì)齊布置，上部分段鑿巖巷道的寬度不小于下部回采進(jìn)路4的寬度，所有分段鑿巖巷道3掘進(jìn)時(shí)均需要進(jìn)行光面爆破，且須對(duì)局部進(jìn)行錨網(wǎng)支護(hù)。
[0006]上述的采礦法，各回采進(jìn)路4內(nèi)的中深孔2垂直布置，其中靠進(jìn)路兩幫邊上的中深孔2為光爆孔，孔深為分段高度，進(jìn)路迎頭3~5排炮孔采用球形藥包分次爆破形成切割天井，其余炮孔采用線形藥包爆破，各炮孔間微差起爆，單次落礦起爆后，采用出礦設(shè)備運(yùn)出爆落礦石的1/3，其余礦石留待本進(jìn)路中所有爆破作業(yè)結(jié)束后一次清運(yùn)完畢。
[0007]上述的采礦法，每個(gè)分段中，單條進(jìn)路回采結(jié)束后，在下部分段鑿巖巷道3的開(kāi)口處架設(shè)充填擋墻8和濾水設(shè)施并進(jìn)行尾砂膠結(jié)充填，充填管路由中段運(yùn)輸巷道10經(jīng)回風(fēng)充填井6進(jìn)入上部分段聯(lián)絡(luò)巷7和分段鑿巖巷道3，并將管口固定于上部分段鑿巖巷道的幫上進(jìn)行尾砂膠結(jié)充填，回采進(jìn)路充填體單軸抗壓強(qiáng)度不應(yīng)小于2MPa，含水率不應(yīng)大于15%，自立高度不小于10米；礦柱5回采后膠結(jié)面單軸抗壓強(qiáng)度應(yīng)滿足出礦設(shè)備運(yùn)行要求。
[0008]上述的采礦法，礦柱5在回采進(jìn)路4回采結(jié)束后再進(jìn)行回采，回采方案同回采進(jìn)路4的回采方案一致。
[0009]上述的采礦法，按照下列步驟施工:
第一步，由分段聯(lián)絡(luò)巷7向采場(chǎng)上盤(pán)施工分段鑿巖巷道3，當(dāng)上下兩個(gè)分段對(duì)應(yīng)的分段鑿巖巷道3均施工結(jié)束后，使用中深孔鉆機(jī)鉆鑿垂直的中深孔2，鉆孔順序?yàn)橛蛇M(jìn)路迎頭向分段聯(lián)絡(luò)巷后退施工；
第二步，在前3~5排炮孔中安置球形藥包，分次爆破形成切割天井，然后其余各排炮孔2采用線形藥包逐次起爆，每次起爆后，運(yùn)出崩落礦量的1/3，其余礦石待全部爆破工作完成后一次運(yùn)出；
第三步，每個(gè)分段中單個(gè)回采進(jìn)路4回采結(jié)束后，在進(jìn)路入口處架設(shè)充填擋墻8和濾水設(shè)施，將充填管由中段運(yùn)輸巷道10經(jīng)回風(fēng)充填井6引入上部分段聯(lián)絡(luò)巷7和分段鑿巖巷道3，開(kāi)始充填作業(yè)；
第四步，采場(chǎng)內(nèi)所有分段的回采進(jìn)路回采結(jié)束后，開(kāi)始進(jìn)行礦柱5的回采作業(yè)；礦柱回采時(shí)利用前期回采進(jìn)路回采時(shí)施工的分段聯(lián)絡(luò)巷7、溜礦井9、回風(fēng)充填井6直接施工分段鑿巖巷道3，其余回采作業(yè)工序與回采進(jìn)路4的回采完全相同。
[0010]本發(fā)明的特點(diǎn):
(1)在分段聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)沿礦體走向每隔3?5米布置一條垂直走向的分段鑿巖巷道，上下分段鑿巖巷道在沿走向側(cè)面上對(duì)齊布置，分段鑿巖巷道自分段聯(lián)絡(luò)巷施工至礦體上盤(pán)邊界，施工時(shí)分段鑿巖巷道頂板呈拱形，周邊眼采用光面爆破，掘進(jìn)后對(duì)中等穩(wěn)固以下的頂板及時(shí)進(jìn)行錨網(wǎng)支護(hù)。
[0011](2)上下分段鑿巖巷道均施工結(jié)束后，在分段鑿巖巷道迎頭鉆鑿下向垂直中深孔，孔深為分段高度，爆破寬度不大于分段鑿巖巷道寬度，前3?5排炮孔內(nèi)安置球形藥包分次起爆落礦以形成分段切割天井，其余炮孔安置線型藥包逐次起爆，各孔間采用微差起爆方法以控制單次起爆藥量，后退式落礦，其中靠近兩幫的邊孔為光爆孔。
[0012](3)每次爆破后用鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)出約1/3的崩落礦石，其余礦石待整個(gè)回采進(jìn)路全部爆破結(jié)束后集中運(yùn)出。留場(chǎng)的礦堆除了使后續(xù)爆破作業(yè)形成擠壓爆破外，亦可以臨時(shí)控制采空區(qū)巖壁變形和片幫，同時(shí)在出礦過(guò)程中，可利用礦堆作為作業(yè)平臺(tái)對(duì)出露的破碎幫壁進(jìn)行及時(shí)支護(hù)。
[0013](4)單個(gè)進(jìn)路內(nèi)礦石全部運(yùn)出后，在下部分段鑿巖巷道的開(kāi)口處架設(shè)充填擋墻和濾水設(shè)施，將充填管經(jīng)回風(fēng)充填井和分段聯(lián)絡(luò)巷引入上分段鑿巖巷道進(jìn)行尾砂充填作業(yè)，要求進(jìn)路回采時(shí)充填體強(qiáng)度不低于2MPa，含水率不大于15%，自立高度不低于10米。
[0014]本發(fā)明有益效果:
(1)采準(zhǔn)工程量小、布置簡(jiǎn)單。
[0015]采用小分段中深孔落礦，與分層進(jìn)路法相比采準(zhǔn)工程量、充填擋墻數(shù)量及管路長(zhǎng)度等大為減少，分段聯(lián)絡(luò)巷與鑿巖進(jìn)路的布置簡(jiǎn)單明了，采礦及充填工藝簡(jiǎn)單，利于生產(chǎn)組織。
[0016](2)回采進(jìn)路頂板暴露面積小、平整光滑且易于支護(hù)，作業(yè)環(huán)境安全程度高。
[0017]上段鑿巖進(jìn)路頂板作為整個(gè)回采進(jìn)路的頂板，在施工之初即進(jìn)行光面爆破，使頂板呈拱形結(jié)構(gòu)，平整光滑，受力合理，且能夠提前進(jìn)行支護(hù)加固，避免了鑿巖、爆破、出礦作業(yè)人員在暴露面積較大的頂板下作業(yè)存在的安全風(fēng)險(xiǎn)。
[0018](3)中深孔作業(yè)，集中出礦，生產(chǎn)能力大。
[0019]采用垂直中深孔爆破，鉆孔方向、深度易于控制，布孔簡(jiǎn)單，爆破作業(yè)效率高。主要采用集中出礦方式，進(jìn)路采礦產(chǎn)能較大。
[0020](4)回采成本低
本發(fā)明采用小分段設(shè)計(jì)，較分層進(jìn)路充填法大幅降低了采準(zhǔn)工程量，同時(shí)采用中深孔落礦，單次爆破崩礦量大，集中出礦，作業(yè)效率高，單位體積礦石回采成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明的主視圖。
[0022]圖2為本發(fā)明的俯視圖。
[0023]圖3為本發(fā)明的左視圖。