頂底空間重構上向式高分層中深孔落礦嗣后充填采礦法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對采礦礦段中的頂底空間結構實現重構處置，采場高分層上向式的中深孔落礦嗣后充填采礦法，實現礦體安全、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】
[0002]金屬礦井下破碎礦體開采中，出礦設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，回采過程中頂板易垮塌，給井下作業(yè)人員及設備的安全構成了極大的威脅。隨著開采的推進，頂板暴露面積逐漸增大，開采過程中的爆破震動、頂板應力集中都會對破碎頂板的穩(wěn)定性產生危害，使得頂板局部甚至大面積垮落，嚴重危害井下作業(yè)人員及設備的安全，同時，垮落區(qū)域礦石的回采難度增加，礦石的損失和貧化指標進一步惡化。因此，對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。
[0003]目前，此類礦體的開采，一般采用小分層小跨度進路式或分層充填開采。這種方法為了控制頂板，降低了采場跨度，減小頂板暴露面積，有助于維持頂板穩(wěn)定性。但這種方法采場尺寸較小，生產能力受限，且前期采準切割工程較大，同時生產的礦塊較多，充填工藝復雜，大大降低了回采效率。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種施工成本低，工序簡單，效率較高、控制難度小的頂底空間重構上向式高分層中深孔落礦嗣后充填采礦法。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供的頂底空間重構上向式高分層中深孔落礦嗣后充填采礦法，采場預先切頂，使用錨網支護技術實施頂板空間環(huán)境預控重構，構筑高分層采場安全的頂板作業(yè)環(huán)境，實施中深孔鑿巖落礦，從階段下部向上開采，預留底部結構空間的采空區(qū)實施膠結充填并對膠結充填表層硬化，重構底部空間結構，實現高分層深孔落礦頂底空間環(huán)境重構向上式充填采礦。
[0006]具體的步驟是:階段高度H為50-60m，沿走向劃分采場，采場結構的分層高度H。取12-14m，沿走向寬度B。為6-8m，頂板空間重構控制高度hQ為3_4m，錨網依崩礦步距分片連續(xù)布置，步距Cltl為3-4m，錨網支護密度根據頂板穩(wěn)固性要求確定；
[0007]礦體下盤布置分層運輸巷道及階段運輸大巷，上盤布置回風巷道及回風天井，回風天井與礦體傾角一致，鏟運機在底部拉底進路后退式出礦，第一分層中的拉底進路寬度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，嗣后膠結充填，充填達到上一切頂巷道的底部，切頂空間重構為底部空間；充填管道沿天井進入該層頂部回風巷道，經相鄰礦塊頂板內的切頂巷道從采場中部向兩端充填；
[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，由礦段兩側向中間回采，工藝安排如下:(I)礦段兩側礦塊回采，出礦結束后即充填；根據采場產量要求，礦塊間工序安排上可以有時間差，礦塊準備回采工程；(2)采空區(qū)充填體強度達到要求后，間隔礦塊后的礦塊開始回采，同時，充填體礦塊上層礦塊進行采準切割工程；(3)第二步礦塊回采完畢，充填封閉采空區(qū)，同時上層兩礦塊開始回采。依此類推，根據需要分配同時充填的采場個數、同時回采的采場個數。
[0012]本發(fā)明采用的頂底空間重構上向式高分層中深孔落礦嗣后充填采礦法，是一種預先主動頂底空間重構方法，為礦體回采構建一個安全穩(wěn)固的作業(yè)空間環(huán)境，利用錨網支護及圍巖的自承能力，以及充填體的強化剛性表層，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備的安全，同時增大采場結構參數，有利于提高回采效率。這種方法的主要技術特點是:
[0013]第一，階段高分層礦體內的頂底空間重構，在采場內的頂板采用錨網規(guī)則化的支護技術，膠結充填的頂部采用強化膠結面和利用上一分層的錨網頂板，重構頂底空間環(huán)境，提尚礦山的頂底板安全穩(wěn)定性。
[0014]第二，頂底空間重構實現高分層采場結構的劃分，采用大型的鑿巖出礦設備，提高單個采場的回采能力及出礦效率。
[0015]第三，充填不接頂，預留底部結構的空間尺寸，避免了傳統(tǒng)充填接頂工藝上的困難，并實現了空間的協(xié)同利用。
[0016]第四，采用高分層、頂底空間重構技術，下層礦體的重構頂板可作為上層礦體回采出礦作業(yè)的頂，充填體強化重構作為出礦底部結構，階段內分層較少，采準、切割工程相比同類采場較小，具有低切割比的優(yōu)勢。
[0017]第五，下向垂直中深孔，頂部鉆鑿下向炮孔，底部無殘留礦體，炮孔間隔均勻，有利于控制崩礦效果。
[0018]本發(fā)明應用頂底板空間重構提高頂底板的空間結構穩(wěn)定性，超前切頂并錨網支護重構頂板空間并對膠結充填表層強化，實現底部結構的空間重構，為機械設備和人員的作業(yè)提供安全空間，從而增大采場尺寸，提高采場回采效率，保障采場高效、安全生產。
[0019]綜上所述，本發(fā)明是一種頂底空間重構上向式高分層中深孔落礦嗣后充填采礦法，預先處理不穩(wěn)固的礦巖頂板重構頂板空間環(huán)境，采用垂直中深孔爆破，平底結構機械出礦，不留底部結構并嗣后膠結不接頂充填，強化膠結充填的頂部結構面，構筑下一步回采的底部出礦空間，在保障回采安全的情況下，盡可能地提高采場生產能力及回采效率。
【附圖說明】
[0020]圖1是預控頂錨網結構主視示意圖。
[0021]圖2是預控頂錨網結構側視示意圖。
[0022]圖3是預控頂錨網布置圖。
[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。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施方式對本發(fā)明進一步說明。
[0027]圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6中標注的序號分別代表:1.拉底巷道2.預控頂部空間3.錨桿4.豎向中深孔5.膠結硬化層6.膠結充填體7.待采礦塊8.回采礦塊9.錨網支護10.空區(qū)嗣后充填11.預控頂底空間12.底層拉底巷道13.階段回風天井14.膠結充填體15.膠結硬化層16.預控頂底空間17.上盤脈外回風巷18.下盤分層運輸巷19.下盤階段運輸大巷20.層間聯絡斜坡道21.石門。
[0028]參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6，頂底空間環(huán)境重構的上向式高分層中深孔