權(quán)利要求

1.崩落轉(zhuǎn)充填過渡分段及隔離礦柱聯(lián)合開采方法，其特征在于，過渡階段由過渡分段及隔離礦柱組成，將隔離礦柱劃分為三個(gè)等高小分層，從下至上依次采用上向進(jìn)路充填法按照隔一采一的順序進(jìn)行回采，回采充填結(jié)束后采用后退式崩落法進(jìn)行過渡分段桃形礦柱的回采； 具體包括步驟如下： S1：采切工程布置：采場(chǎng)沿垂直礦體走向布置，根據(jù)礦體走向長(zhǎng)度劃分為等大的回采進(jìn)路；根據(jù)礦體開采要求，布置階段運(yùn)輸巷道、分層運(yùn)輸巷道、溜井、采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道、鑿巖巷道、分段運(yùn)輸巷道和斜坡道，采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道沿礦體走向間隔布置，用于連通礦體與階段運(yùn)輸巷道和分段運(yùn)輸巷道；斜坡道設(shè)置在礦體脈外位于一個(gè)階段上下2～5個(gè)分段之間，連接各個(gè)分層運(yùn)輸巷道；溜井布置在分段運(yùn)輸巷道外側(cè)； S2：鑿巖：采用YT-28氣腿式鑿巖機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)，炮孔直徑、深度根據(jù)實(shí)際要求確定； S3：爆破回采：三個(gè)小分層采用進(jìn)路回采，桃形礦柱采用崩落回采，回采順序按照自下而上分層回采，回采時(shí)先按2.6m×2.6m的巷道規(guī)格掘進(jìn)，然后進(jìn)行周邊刷幫，回采結(jié)束后及時(shí)充填，待第一分層進(jìn)路開采充填完畢后，進(jìn)行第二分層進(jìn)路回采，留間柱進(jìn)行第三分層回采，通過鏟運(yùn)機(jī)鏟裝礦石后運(yùn)搬至溜井，回采結(jié)束后采用充填料進(jìn)行充填；當(dāng)充填體具有足夠強(qiáng)度后，采用后退式崩落法進(jìn)行桃形礦柱回采。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的崩落轉(zhuǎn)充填過渡分段及隔離礦柱聯(lián)合開采方法，其特征在于，所述S3中桃形礦柱回采具體為： 在礦體脈外布置分段運(yùn)輸巷道，通過采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道在桃形礦柱中間部位布置鑿巖巷道，打扇形炮孔，采用后退式崩落，每次爆破兩排，采用錨桿進(jìn)行支護(hù)后，通過鏟運(yùn)機(jī)鏟裝礦石后運(yùn)搬至溜井。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的崩落轉(zhuǎn)充填過渡分段及隔離礦柱聯(lián)合開采方法，其特征在于，所述隔離礦柱高度為10～12m，劃分為等高的三個(gè)小分層。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的崩落轉(zhuǎn)充填過渡分段及隔離礦柱聯(lián)合開采方法，其特征在于，所述S1中回采進(jìn)路尺寸為(3～5)m×(3～5)m。 5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的崩落轉(zhuǎn)充填過渡分段及隔離礦柱聯(lián)合開采方法，其特征在于，所述錨桿為2.5m，網(wǎng)度不小于1×1m 2，錨桿位置與炮孔位置錯(cuò)開，配合掛網(wǎng)進(jìn)行注漿支護(hù)。 6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的崩落轉(zhuǎn)充填過渡分段及隔離礦柱聯(lián)合開采方法，其特征在于，所述鑿巖巷道尺寸為3m×2.5m，炮孔呈扇形布置，最小抵抗線W為0.85m，孔底距為0.73～2.4m，排距1.6m。 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的崩落轉(zhuǎn)充填過渡分段及隔離礦柱聯(lián)合開采方法，其特征在于，所述S1中階段運(yùn)輸巷道及采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道尺寸均為4m×4m，分段運(yùn)輸巷道尺寸為3m×2.5m。 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的崩落轉(zhuǎn)充填過渡分段及隔離礦柱聯(lián)合開采方法，其特征在于，所述S3中充填料為膠骨料和全尾砂混合物，對(duì)三個(gè)分層進(jìn)行分次充填，先充填3.5m，再充填0.5m，充填體強(qiáng)度大于1.8MPa。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及采礦技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種崩落轉(zhuǎn)充填過渡分段及隔離礦柱聯(lián)合開采方法。

背景技術(shù)

地下鐵礦山過去多以崩落法開采為主，近年來隨著綠色礦山建設(shè)的提出，大型地下鐵礦山正逐步向充填采礦法轉(zhuǎn)變，使用充填法開采成為地下鐵礦山發(fā)展的必然趨勢(shì)。崩落法轉(zhuǎn)充填法中過渡階段的安全穩(wěn)定是維持采場(chǎng)及地表安全的關(guān)鍵，過渡階段指的是崩落法開采的最后一個(gè)分段及保護(hù)嗣后充填安全開采的隔離頂柱(見圖1)，賦存有大量礦石。一般對(duì)于過渡分段及隔離礦柱的處理，國(guó)內(nèi)外多采取的方式是加強(qiáng)支護(hù)，提高頂板的穩(wěn)定性，但其支護(hù)和維護(hù)不僅難度大，成本高，而且采取預(yù)留一定厚度過渡分段，以減少廢石的混入的方式，也造成了大量礦石的損失。

隨著地下資源的日漸消耗，過渡分段及隔離礦柱的回采也變得極其重要。因此對(duì)于滿足礦巖條件較好、礦石品位較高及具有高價(jià)值金屬礦物等條件的礦山，考慮對(duì)過渡分段及隔離礦柱進(jìn)行回采，對(duì)維持礦山生產(chǎn)穩(wěn)定和生產(chǎn)工序銜接具有重要意義，不僅提高了礦石回收率也有利于礦山的可持續(xù)性發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種崩落轉(zhuǎn)充填過渡分段及隔離礦柱聯(lián)合開采方法，通過合理的設(shè)計(jì)和布置，能夠完全滿足崩落轉(zhuǎn)充填采礦法的過渡分段及隔離頂柱安全回采要求，提高礦山的回收率。

該方法過渡階段由過渡分段及隔離礦柱組成，將隔離礦柱劃分為三個(gè)等高小分層，從下至上依次采用上向進(jìn)路充填法按照“隔一采一”的順序進(jìn)行回采，回采充填結(jié)束后采用后退式崩落法進(jìn)行過渡分段桃形礦柱的回采；

本方法中，桃形礦柱是崩落法留下的最后一個(gè)分段，所以稱為過渡分段，隔離礦柱是指用來確保下部采用嗣后充填采礦法正?；夭傻捻斨?。

具體包括步驟如下：

S1：采切工程布置：采場(chǎng)沿垂直礦體走向布置，根據(jù)礦體走向長(zhǎng)度劃分為等大的回采進(jìn)路；根據(jù)礦體開采要求，布置階段運(yùn)輸巷道、分層運(yùn)輸巷道、溜井、采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道、鑿巖巷道、分段運(yùn)輸巷道和斜坡道，采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道沿礦體走向間隔布置，用于連通礦體與階段運(yùn)輸巷道和分段運(yùn)輸巷道；斜坡道設(shè)置在礦體脈外位于一個(gè)階段上下2～5個(gè)分段之間，連接各個(gè)分層運(yùn)輸巷道；溜井布置在分段運(yùn)輸巷道外側(cè)；

S2：鑿巖：采用YT-28氣腿式鑿巖機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)，炮孔直徑、深度根據(jù)實(shí)際要求確定；

S3：爆破回采：三個(gè)小分層采用進(jìn)路回采，桃形礦柱采用崩落回采，回采順序按照自下而上分層回采，回采時(shí)先按2.6m×2.6m的巷道規(guī)格掘進(jìn)，然后進(jìn)行周邊刷幫，回采結(jié)束后及時(shí)充填，待第一分層進(jìn)路開采充填完畢后，進(jìn)行第二分層進(jìn)路回采，留間柱進(jìn)行第三分層回采，通過鏟運(yùn)機(jī)鏟裝礦石后運(yùn)搬至溜井，回采結(jié)束后采用充填料進(jìn)行充填；當(dāng)充填體具有足夠強(qiáng)度后，采用后退式崩落法進(jìn)行桃形礦柱回采。

其中，隔離礦柱高度為10～12m，劃分為等高的三個(gè)小分層。

S1中回采進(jìn)路尺寸為(3～5)m×(3～5)m。

S1中階段運(yùn)輸巷道及采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道尺寸均為4m×4m，分段運(yùn)輸巷道尺寸為3m×2.5m。

S3中桃形礦柱回采具體為：

在礦體脈外布置分段運(yùn)輸巷道，通過采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道在桃形礦柱中間部位布置鑿巖巷道，打扇形炮孔，采用后退式崩落，每次爆破兩排，采用錨桿進(jìn)行支護(hù)后，通過鏟運(yùn)機(jī)鏟裝礦石后運(yùn)搬至溜井。

錨桿為2.5m，網(wǎng)度不小于1×1m 2，錨桿位置與炮孔位置錯(cuò)開，配合掛網(wǎng)進(jìn)行注漿支護(hù)。

鑿巖巷道尺寸為3m×2.5m，炮孔呈扇形布置，最小抵抗線W為0.85m，孔底距為0.73～2.4m，排距1.6m。

S3中充填料為膠骨料和全尾砂混合物，對(duì)三個(gè)分層進(jìn)行分次充填，先充填3.5m，再充填0.5m，充填體強(qiáng)度大于1.8MPa。

該方法中，階段運(yùn)輸巷道、分段運(yùn)輸巷道分別作為水平通風(fēng)天井及水平回風(fēng)巷，新鮮風(fēng)流經(jīng)階段運(yùn)輸巷道進(jìn)入采場(chǎng)沖洗工作面后污風(fēng)經(jīng)礦房?jī)?nèi)人行通風(fēng)天井進(jìn)入上水平回風(fēng)巷道，經(jīng)水平回風(fēng)巷進(jìn)入水平回風(fēng)系統(tǒng)，排至地表。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：

上述方案中，通過合理的設(shè)計(jì)過渡分段及隔離頂柱回采方案，使得過渡分段及隔離礦柱能夠較好的回采，從而使這類金屬礦在使用分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法進(jìn)行下部礦石的回采時(shí)，能夠具有高回收率和低貧化率；本發(fā)明采用上向進(jìn)路充填法-后退式崩落法聯(lián)合回采的方式，確保了下部礦石的回采，減少了礦石的損失，提高了礦山的回收率，有利于礦山的可持續(xù)性發(fā)展。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的崩落轉(zhuǎn)充填過渡分段及隔離礦柱聯(lián)合開采方法示意圖；

圖2為圖1中沿I-I方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中沿Ⅱ-Ⅱ方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1中沿Ⅲ-Ⅲ方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖1中沿Ⅳ-Ⅳ方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為過渡分段桃形礦柱扇形炮孔布置示意圖；

圖7為錨桿支護(hù)方式示意圖。

其中：1-階段運(yùn)輸巷道，2-分層運(yùn)輸巷道，3-扇形炮孔，4-溜井，5-采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道，6-回采進(jìn)路，7-鑿巖巷道，8-礦石，9-充填體，10-分段運(yùn)輸巷道，11-斜坡道。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明提供一種崩落轉(zhuǎn)充填過渡分段及隔離礦柱聯(lián)合開采方法。

如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，該方法中，過渡階段由過渡分段及隔離礦柱組成，將隔離礦柱劃分為三個(gè)等高小分層，從下至上依次采用上向進(jìn)路充填法按照“隔一采一”的順序進(jìn)行回采，回采充填結(jié)束后采用后退式崩落法進(jìn)行過渡分段桃形礦柱的回采；

具體包括步驟如下：

S1：采切工程布置：采場(chǎng)沿垂直礦體走向布置，根據(jù)礦體走向長(zhǎng)度劃分為等大的回采進(jìn)路6；按圖1，布置階段運(yùn)輸巷道1、分層運(yùn)輸巷道2、溜井4、采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道5、鑿巖巷道7、分段運(yùn)輸巷道10和斜坡道11，采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道5沿礦體走向間隔布置，用于連通礦體與階段運(yùn)輸巷道1和分段運(yùn)輸巷道10；斜坡道11設(shè)置在礦體脈外位于一個(gè)階段上下若干個(gè)分段之間(一般為2～5個(gè))，連接各個(gè)分層運(yùn)輸巷道2；溜井4布置在分段運(yùn)輸巷道10外側(cè)；

S2：鑿巖：采用YT-28氣腿式鑿巖機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)，炮孔直徑、深度根據(jù)實(shí)際要求確定；

S3：爆破回采：三個(gè)小分層采用進(jìn)路回采，桃形礦柱采用崩落回采，回采順序按照自下而上分層回采，回采時(shí)先按2.6m×2.6m的巷道規(guī)格掘進(jìn)，然后進(jìn)行周邊刷幫，回采結(jié)束后及時(shí)充填，待第一分層進(jìn)路開采充填完畢后，進(jìn)行第二分層進(jìn)路回采，留間柱進(jìn)行第三分層回采，通過鏟運(yùn)機(jī)鏟裝礦石后運(yùn)搬至溜井，回采結(jié)束后采用充填料進(jìn)行充填；當(dāng)充填體9具有足夠強(qiáng)度后，采用后退式崩落法進(jìn)行桃形礦柱回采。

其中，S3中桃形礦柱回采具體為：

在礦體脈外布置分段運(yùn)輸巷道10，通過采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道5在桃形礦柱中間部位布置鑿巖巷道7，打扇形炮孔3，采用后退式崩落，每次爆破兩排，采用錨桿進(jìn)行支護(hù)后，通過鏟運(yùn)機(jī)鏟裝礦石8后運(yùn)搬至溜井4。

下面結(jié)合具體實(shí)施例予以說明。

本實(shí)施例采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)：隔離礦柱高度為12m，分層高度分別為4m、4m和4m，回采進(jìn)路6尺寸為4×4m，采場(chǎng)寬為礦體水平厚度，礦體平均厚度24m。過渡分段桃形礦柱高度12m，寬度8.4m。

(1)采切工程布置：根據(jù)現(xiàn)有工程布置和礦巖穩(wěn)固性采準(zhǔn)工程布置在礦體下盤，采用垂直礦體走向布置進(jìn)路，礦塊寬度為20m，便于較好地控制礦體，并且可提高礦石回收率。采用多條進(jìn)路以一個(gè)切割天井為自由面，在切割巷道中鉆鑿上向平行深孔，逐次爆破擴(kuò)大后形成切割槽。具體根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)布置階段運(yùn)輸巷道1、分層運(yùn)輸巷道2、分段運(yùn)輸巷道10、采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道5、斜坡道11以及溜井4，如圖1～5所示；

階段運(yùn)輸巷道1按階段高度設(shè)計(jì)，分層運(yùn)輸巷道2按分層高度4m設(shè)計(jì)，分段運(yùn)輸巷道10按分段高度12m設(shè)計(jì)；

分層運(yùn)輸巷道2用于連接回采巷道與溜井、風(fēng)井；

采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道5沿礦體走向間隔布置，用于連通礦體與階段運(yùn)輸巷道1、分段運(yùn)輸巷道10，在第一分層回采完畢后，通過采場(chǎng)斜坡道11進(jìn)行第二分層及第三分層的回采；

采場(chǎng)斜坡道11設(shè)置在礦體脈外位于一個(gè)階段上下若干個(gè)分段之間，連接各個(gè)分層運(yùn)輸巷道2；

溜井4布置在分段運(yùn)輸巷道10外側(cè)，設(shè)計(jì)傾角60°，長(zhǎng)度為13.8m，斷面尺寸為Φ3m，用于進(jìn)行礦石8倒運(yùn)；

(2)鑿巖：炮孔直徑、深度按實(shí)際需要選取，本實(shí)施例中采用YT-28氣腿式鑿巖機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)；

過渡分段炮孔直徑38～42mm，炮孔深度2.3m。進(jìn)路回采時(shí)先按2.6m×2.6m的巷道規(guī)格掘進(jìn)，周邊刷幫滯后一個(gè)循環(huán)；

桃形礦柱炮孔呈扇形布置，最小抵抗線W為0.85m，孔底距為0.73～2.4m，排距1.6m，炮孔直徑38mm，炮孔深度1.85～7.8m。

(3)爆破回采：三個(gè)分層采用進(jìn)路回采，桃形礦柱采用崩落回采，回采順序按照自下而上分層回采，待第一分層進(jìn)路開采充填完畢后，進(jìn)行第二分層進(jìn)路回采，留間柱進(jìn)行第三分層回采，最后進(jìn)行桃形礦柱的崩落回采；

第一分層與第二分層回采方式相同，根據(jù)設(shè)計(jì)分層情況一次性掘進(jìn)、回采到位，或者先掘進(jìn)小規(guī)格斷面，掘進(jìn)完成以后再從里到外進(jìn)行刷大至設(shè)計(jì)規(guī)格，完成回采，并對(duì)進(jìn)路進(jìn)行充填；

第三分層根據(jù)上部回采進(jìn)路留有合適的間柱，按進(jìn)路回采布置巷道，完成回采充填工作；

桃形礦柱，根據(jù)布置的鑿巖巷道7，進(jìn)行扇形炮孔3、端部切割槽、切割天井施工，根據(jù)施工炮孔情況，采用中深孔爆破方法裝藥爆破，回收礦石；

本實(shí)施例中，鑿巖出礦巷道掘進(jìn)采用2號(hào)巖石乳化炸藥，藥卷直徑35mm，重200g；非電毫秒鐘雷管孔底超爆，同排同段，可間斷裝藥，各排分段加導(dǎo)爆管并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)一次性起爆。礦體回采仍采用2號(hào)巖石乳化炸藥，型號(hào)與無底柱分段崩落法采場(chǎng)大爆破保持一致。導(dǎo)爆索起爆、電雷管引爆。

回采桃形礦柱時(shí)采用上向扇形孔爆破。炮孔一般采用扇形布置(如圖6所示)，最小抵抗線W為0.85m，孔底距為0.73～2.4m，排距1.6m，炮孔直徑38mm，炮孔深度1.85～7.8m，每次爆破2排炮孔，裝藥采用氣動(dòng)裝藥器。要根據(jù)具體的條件選擇合理的鑿巖、爆破參數(shù)，在排間、孔間采用微差爆破，嚴(yán)格執(zhí)行炮孔驗(yàn)收及補(bǔ)孔管理制度，提高鑿巖和裝藥質(zhì)量。

(4)通風(fēng)：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，設(shè)置風(fēng)井、風(fēng)井聯(lián)絡(luò)道，滿足通風(fēng)條件。新鮮風(fēng)流由下盤的風(fēng)井進(jìn)入采場(chǎng)，沖洗工作面后污風(fēng)經(jīng)礦房?jī)?nèi)人行風(fēng)井進(jìn)入上水平回風(fēng)巷道，經(jīng)回風(fēng)井進(jìn)入回風(fēng)系統(tǒng)，排至地表，通風(fēng)時(shí)間保持在半小時(shí)以上。

(5)出礦：采用鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)搬礦石，鏟運(yùn)機(jī)自進(jìn)路鏟裝礦石后運(yùn)搬至溜井出礦；第一分層、第二分層及第三分層進(jìn)路回采的礦石每次爆破之后出完；桃形礦柱開鑿巷后采用錨桿支護(hù)(如圖7所示)，在巷道掌子面迎頭集中出礦，根據(jù)礦山的實(shí)際情況，在爆破之后出礦直到截止品位為止。

(6)采場(chǎng)頂板管理：將巷道頂板和兩幫松動(dòng)的浮石危石撬干凈，對(duì)不穩(wěn)固存在危險(xiǎn)的地方進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)采用錨桿支護(hù)或錨網(wǎng)噴支護(hù)，以提高頂板穩(wěn)定性，支護(hù)等級(jí)視現(xiàn)場(chǎng)情況而定。

(7)采空區(qū)充填：對(duì)采空區(qū)進(jìn)行進(jìn)路充填。對(duì)于過渡分段進(jìn)路充填：進(jìn)路分兩次充填，第一次充填分層高度3.5m，第二次充填分層高度0.5m進(jìn)行接頂，充填體9的強(qiáng)度不低于1.8MPa；保證回采第二、三分層及桃形礦柱時(shí)設(shè)備在充填體上運(yùn)行。

本實(shí)施例中礦石回收率達(dá)到了85.2％，有利于礦山的可持續(xù)性發(fā)展。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

崩落轉(zhuǎn)充填過渡分段及隔離礦柱聯(lián)合開采方法.pdf