專利名稱：一種頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種采礦方法，特別是涉及一種頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，主要適用于礦體頂底板破碎、礦體穩固、礦石品位較高、地表不允許崩落的緩傾斜中厚礦體。
背景技術：
頂底板不穩固的緩傾斜中厚礦體一直是礦業界公認的難采礦體，對于此類礦體的開采，傳統的方法主要有底盤漏斗分段空場法、超前切頂房柱法，但效果一直不是很理想， 無法實現此類礦體的安全高效低成本開采。國內許多礦山的生產實踐表明，這些方法都在不同程度上存在缺點。前者存在的突出問題是采切工程量大，千噸采切比高，導致采礦成本居高不下，而且工人大量時間用于辟漏，導致盤區采準時間過長，工人勞動強度增大；而遇到底盤不穩固時，很難在底盤形成穩固的漏斗，若把漏斗上移至礦體中，則會大大增加貧化損失。后者存在的主要問題是工藝復雜，安全可靠的護頂技術實施難度大、成本高、而且效果不理想，礦石品位變化較大的情況下，不便進行分采。因此，頂底板破碎成為限制該類礦體安全高效低成本開采的瓶頸所在。發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種能將安全、高效、低成本有效結合在一起的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法。
為了解決上述技術問題，本發明提供的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，將礦體分為上下兩層兩步驟回采，采用進路式回采上分層礦體，光面爆破，中心孔錐形掏槽， 隔一采一充一，逐步在整個盤區形成人工再造頂板；采用高效率的上向扇形中深孔落礦回采下部礦體，后退式回采，鏟運機出礦，盡量減少鏟運機進入空區的時間和機率，確保回采過程安全。
具體步驟如下
(1)將礦體劃分為中段，中間留沿走向的連續礦柱，再通過沿傾向的盤區間柱把礦體劃分為盤區，盤區內沿走向布置若干采場；
(2)在沿走向的連續礦柱底板位置布置鏟運機主進路，通過聯絡道溝通各采場，并在礦體一端與斜坡道溝通；在沿傾向的盤區間柱底板位置布置鏟運機分支進路，作為溝通各中段的通道；在盤區上端頂板位置布置充填平巷，盤區上端底板位置布置切割平巷，盤區下端頂板位置布置上分層回采平巷；
(3)盤區整體上分為上下兩層兩步驟回采，先采上分層礦體，廢石膠結充填形成人工再造頂板，人工再造頂板形成后，下分層礦體采用高效率的中深孔大量落礦，鏟運機出礦，經采場溜井下放至采區運輸平巷，井下電機車裝車運走。
所述的連續礦柱和盤區間柱的結構尺寸為12m。
盤區沿走向長100m，包括一條連續礦柱12m，沿傾向長80m，包括一條盤區間柱12m。上下兩分層礦體厚度分別為:3m和9m。上分層礦體采用進路法回采，進路規格^iX :3m，炮孔深度3m，光面爆破，中心孔錐
形掏槽，隔一采一充一。下分層礦體采用上向扇形中深孔落礦，采場規格llmX9m，炮孔排距1. 5-2. Om,-次爆破2-3排，回采步距5m左右，隔一采一充一，后退式回采。采用井下移動充填設備加壓泵送砂石膠結充填材料構筑人工再造頂板。本發明在構筑上部人工再造頂板時，采用井下移動充填設備加壓泵送構筑，初期采用灰砂體積比1 4的砂石膠結充填，后期采用灰砂體積比1 8的砂石膠結充填，充填前，先在進路底板鋪一層30mm厚的碎礦石，在進路底板鋪設直徑IOmm的橫向和縱向鋼筋， 縱橫鋼筋交接點用鐵絲搭結，為縮短施工時間，不加副筋，用金屬網代替，并用掛筋懸吊在頂板錨桿處，以提高人工頂板的強度。為了提高間隔回采進路充填體之間的整體穩定性，在回采完兩邊已充填的進路時，先在充填體兩側下部適當位置打水平眼，而后插入錨桿或鋼筋，隨后充填。同時，適當協調進路規格和采場寬度，盡量保持采場兩端和進路處于搭接關系，使人工再造頂板的受力情況更理想。采用上述技術方案的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，人工再造頂板采用井下移動充填設備加壓泵送構筑，有效解決常規充填接頂難、強度低的問題，保證開采環境安全可靠。本發明將兩種采礦方法有機的融為一體，使安全和高效在同一采場不同位置同步實現，不僅再造了安全的回采環境，而且實現了高效的采礦工藝，采準工藝簡單，上下層之間作業干擾小，損失貧化得到有效控制，生產成本大幅降低。
圖1為本發明采礦方法上分層礦體回采俯視圖。圖2為本發明采礦方法下分層礦體回采俯視圖。圖3為圖1的B-B剖面圖。圖4為圖1的C-C剖面圖。圖5為人工再造頂板示意圖。圖6為回采進路和采場最佳搭接形式示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步闡述(1)將礦體劃分為中段，中間留沿走向的連續礦柱12m，再通過沿傾向的盤區間柱 4把礦體劃分為盤區，盤區間柱4寬12m，沿傾向長80m，沿走向長100m，盤區內沿走向劃分成若干采場；(2)在連續礦柱底板位置沿走向布置鏟運機主進路1，規格:3mX;3m，通過采場聯絡道5溝通各采場，并在礦體一端與斜坡道溝通；在盤區間柱4底板位置沿傾向布置鏟運機分支進路11，規格:3mX :3m，作為溝通各中段的通道；在盤區上端頂板位置布置充填平巷3，規格;3mX :3m，盤區上端底板位置布置切割平巷12，規格!MX :3m，盤區下端頂板位置布置上分層回采平巷7，規格^iX : ;
(3)盤區整體上分為上下兩層兩步驟回采，先采上分層礦體，廢石膠結充填形成人工再造頂板2，人工再造頂板2形成后，下分層礦體采用高效率的中深孔大量落礦；(4)鏟運機出礦，經采場溜井下放至采區運輸平巷，井下電機車裝車運走；(5)連續礦柱和盤區間柱最后從上階段往下階段依次后退式回采，鏟運機出礦。圖1、圖2、圖3、圖4和圖5為本發明的采礦方法標準方案示意圖。如圖1、圖2、圖 3、圖4和圖5所示，首先通過現場工程地質調查、室內數值模擬，確定連續礦柱和盤區間柱的結構尺寸；在連續礦柱中部底板位置掘進鏟運機主進路1，于礦體的一端與鏟運機斜坡道聯通，在盤區間柱4中部底板位置掘進鏟運機分支進路11，作為溝通上下兩個中段的通道；在盤區上端頂板位置布置充填平巷3，盤區上端底板位置布置切割平巷12，盤區下端頂板位置布置上分層回采平巷7，盤區采場底板位置掘進鏟運機出礦巷道10，規格;3mX;3m，兼做鑿巖巷道，并與上部切割平巷12和下部鏟運機主進路1聯通；上分層采用進路式回采，隔一采一充一，回采進路6規格^iX :3m，炮孔深度3m，低矮式鑿巖臺車鑿巖，光面爆破，中心孔錐形掏槽，采用2#巖石乳化炸藥，裝藥器裝藥，非電導爆管起爆，鏟運機出礦，由溜井8下行至采區運輸平巷9，回采3-4個步距后一次噴錨支護；下分層回采時，首先以上部的切割井 13和切割平巷12作為自由面形成切割立槽，而后在出礦巷道10打上向扇形中深孔，后退式回采，一次崩礦2-3排，炮孔排距1. 5-2. 0m，孔底距1. 8-2. 0m，崩礦步距5m左右，YGZ-90打目艮，采用2#巖石乳化炸藥，裝藥器裝藥，非電導爆管起爆，鏟運機出礦，由采區溜井8下行至采區運輸平巷9。充填由充填平巷3連入充填管道，采用井下移動充填設備加壓泵送構筑人工頂板，采場充填前先用鏟運機將部分廢石倒入空區，然后充填設備加壓泵送砂石膠結充填料。參見圖5和圖6，本發明在構筑上部人工再造頂板2時，采用井下移動充填設備加壓泵送構筑，初期采用灰砂體積比1 4砂石膠結15充填，后期采用灰砂體積比1 8砂石膠結14充填，充填前，先在進路底板鋪一層30mm厚的碎礦石21，在進路底板鋪設直徑IOmm 的橫向鋼筋19和縱向鋼筋18，縱橫鋼筋交接點用鐵絲搭結，為縮短施工時間，不加副筋，用金屬網20代替，并用掛筋17懸吊在頂板錨桿16處，以提高人工頂板的強度。為了提高間隔回采進路充填體之間的整體穩定性，在回采完兩邊已充填的進路時，先在充填體兩側下部適當位置打水平眼，而后插入橫向22錨桿或鋼筋，隨后充填。同時，適當協調進路規格和采場寬度，盡量保持采場兩端和進路處于搭接關系，使人工再造頂板的受力情況更理想。在盤區回采過程中，同一分層采切、落礦、出礦、充填在不同進路(采場)協同的平行進行，同時為協調進路回采和下部大量回采的落(出)礦量時差關系，可以考慮在上部相鄰幾條進路采完且已充填好的情況下，同時回采其下部礦體。本發明將礦體回采過程中的安全和高效分割開來，使其在同一采場不同位置同步實現，同時降低了生產成本、減輕了工人勞動強度，有效控制了損失貧化，實現了頂底板破碎的緩傾斜中厚礦體安全、高效、低成本開采。在本發明的技術領域內，只要具備基本知識，就可以對本發明采礦方法的實施方式進行改進。本發明對上述實質性技術方案提出了專利保護申請，其保護范圍應包括具有上述技術特征的一切變化方式。以上所述，僅是本發明的較佳實施方式而已，并非對本發明作任何形式上的限制，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的方法及技術內容做出些許的改動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改，等同變化和修飾，均仍在本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，其特征在于(1)將礦體劃分為中段，中間留沿走向的連續礦柱，再通過沿傾向的盤區間柱把礦體劃分為盤區，盤區內沿走向布置若干采場；(2)在沿走向的連續礦柱底板位置布置鏟運機主進路，通過聯絡道溝通各采場，并在礦體一端與斜坡道溝通；在沿傾向的盤區間柱底板位置布置鏟運機分支進路，作為溝通各中段的通道；在盤區上端頂板位置布置充填平巷，盤區上端底板位置布置切割平巷，盤區下端頂板位置布置上分層回采平巷；(3)盤區整體上分為上下兩層兩步驟回采，先采上分層礦體，廢石膠結充填形成人工再造頂板，人工再造頂板形成后，下分層礦體采用高效率的中深孔大量落礦，鏟運機出礦，經采場溜井下放至采區運輸平巷，井下電機車裝車運走。
2.根據權利要求1所述的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，其特征在于所述的連續礦柱和盤區間柱的結構尺寸為12m。
3.根據權利要求1或2所述的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，其特征在于盤區沿走向長100m，包括一條連續礦柱12m，沿傾向長80m，包括一條盤區間柱12m。
4.根據權利要求1或2所述的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，其特征在于上下兩分層礦體厚度分別為:3m和9m。
5.根據權利要求1或2所述的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，其特征在于上分層礦體采用進路法回采，進路規格-X :3m，炮孔深度3m，光面爆破，中心孔錐形掏槽，隔一采一充一。
6.根據權利要求1或2所述的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，其特征在于下分層礦體采用上向扇形中深孔落礦，采場規格llmX9m，炮孔排距1. 5-2. 0m，一次爆破2_3 排，回采步距5m左右，隔一采一充一，后退式回采。
7.根據權利要求1或2所述的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，其特征在于采用井下移動充填設備加壓泵送砂石膠結充填材料構筑人工再造頂板。
8.根據權利要求1或2所述的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，其特征在于充填構筑人工再造頂板時，初期采用灰砂體積比1 4的砂石膠結充填，后期采用灰砂體積比 1 8的砂石膠結充填。
9.根據權利要求1或2所述的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，其特征在于充填構筑人工再造頂板時，先在進路底板鋪一層30mm厚的碎礦石，然后在進路底板鋪設直徑 IOmm的橫向和縱向鋼筋，間距均為1. 2m，縱橫鋼筋交接點用鐵絲搭結，用金屬網代替，并用掛筋懸吊在頂板錨桿處。
10.根據權利要求1或2所述的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，其特征在于在回采完兩邊已充填的進路時，充填前先在充填體適當位置打水平眼，而后插入錨桿或鋼筋。
全文摘要
本發明公開了一種頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，將礦體劃分為中段，中間留沿走向的連續礦柱，再通過沿傾向的盤區間柱把礦體劃分為盤區，盤區內沿走向布置若干采場；在沿走向的連續礦柱底板位置布置鏟運機主進路，通過聯絡道溝通各采場，在沿傾向的盤區間柱底板位置布置鏟運機分支進路，作為聯通各中段的通道；盤區整體上分為上下兩層兩步驟回采，先采上層礦體，廢石膠結充填形成人工再造頂板，下層礦體采用高效率的中深孔大量落礦，鏟運機出礦，經采場溜井下行至采區運輸平巷，井下電機車裝車運走。本發明再造了安全的回采環境，實現了高效的采礦工藝，采準工藝簡單，上下層之間作業干擾小，損失貧化得到有效控制，生產成本大幅降低。
文檔編號E21C41/16GK102518438SQ201210003869
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者周科平, 張亞明, 楊念哥, 翟建波, 胡普侖, 鄧紅衛, 雷濤, 高峰 申請人:中南大學