權(quán)利要求
1.先后采用分段空場法、階段空場法采礦的井下結(jié)構(gòu)布置方式，礦石溜井(8)位于礦體下盤圍巖中，采場斜坡道(9)也位于礦體下盤圍巖中，其特征在于： 1)分段空場法礦房(A)位于上盤礦體，平行礦體走向布置；階段空場法礦房(C)位于下盤礦體，沿垂直礦體走向布置；分段空場法礦房(A)和階段空場法礦房(C)通過穿脈巷道相連，其中位于分段空場法礦房(A)上盤的穿脈巷道為上盤穿脈巷道(11)，位于階段空場法礦房(C)下盤的穿脈巷道為下盤穿脈巷(2),上盤穿脈巷道(11)、下盤穿脈巷道(2)為同一穿脈巷道的兩個部分；采場斜坡道(9)分別與下盤穿脈巷道(2)、位于下盤礦體內(nèi)的鑿巖硐室聯(lián)絡(luò)巷道(3)連通； 2)先施工分段空場法采礦井下結(jié)構(gòu)：在礦體上盤施工上盤沿脈巷道(10)，在礦體下盤施工下盤沿脈巷道(1)；在礦體上盤施工上盤穿脈巷道(11)，在礦體下盤施工沿脈巷道(2)；在上盤礦體內(nèi)施工通風(fēng)行人天井(12)以及分段鑿巖巷道(13),通風(fēng)行人天井(12)與分段鑿巖巷道(13)連通；在上盤礦體內(nèi)留有間柱(14)，分段空場法礦房(A)的上部留有頂柱(15)，在間柱(14)、頂柱(15)的保護下在上盤礦體內(nèi)施工中深孔(17)，爆破后的礦石經(jīng)分段空場法礦房(A)的分段空場法礦房出礦進(jìn)路(16)運出采場； 3)當(dāng)分段空場法礦房(A)回采完畢并充填后，再施工階段空場法井下結(jié)構(gòu)：在下盤穿脈巷道(2)的側(cè)向施工階段空場法礦房出礦進(jìn)路(5)、階段空場法礦房底部結(jié)構(gòu)(7)；在下盤礦體內(nèi)施工鑿巖硐室聯(lián)絡(luò)巷(3)以及鑿巖硐室(4)；在鑿巖硐室(4)內(nèi)向下施工下向深孔(6)，爆破后的礦石經(jīng)階段空場法礦房出礦進(jìn)路(5)運出采場。2.如權(quán)利要求1所述的先后采用分段空場法、階段空場法采礦的井下結(jié)構(gòu)布置方式，其特征在于：所述的分段空場法礦房(A)的高度與階段高度H相同，皆為52～63m，分段空場法礦房(A)的寬度B1不超過10m、長度L1為55～62m；所述的階段空場法礦房(C)高度與階段高度H相同，皆為52～63m，階段空場法礦房(C)的寬度B2為15～22m、長度L2與剩余礦體厚度相同。 3.如權(quán)利要求2所述的先后采用分段空場法、階段空場法采礦的井下結(jié)構(gòu)布置方式，其特征在于：分段空場法礦房(A)的長度L1等于階段空場法礦房(C)的寬度B2的4倍。
說明書
先后采用分段空場法、階段空場法采礦的井下結(jié)構(gòu)布置方式
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于地下礦山開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地下礦山采用分段空場法和階段空場法組合使用的采礦方法，特別適用于圍巖十分破碎的厚大急傾斜礦體地下礦山。
背景技術(shù)
在地下礦山開采中廣泛使用空場采礦法，空場采礦法是將礦塊劃分為礦房和礦柱開采的方法，包括全面采礦法、房柱采礦法、留礦采礦法、分段空場法(分段礦房法)、階段空場法(階段礦房法)等。其中分段空場法用于傾斜厚及中厚礦體，是將礦塊沿傾斜方向劃分成分段，在分段內(nèi)劃分成礦房和礦柱，布置分段運輸平巷，形成分段鑿巖落礦，分段出礦的獨立回采單元，先采礦房、后采礦柱，并同時處理采空區(qū)；階段空場法適用于極傾斜厚及極厚礦體，沿極端全高劃分礦房，只在階段下部設(shè)底部結(jié)構(gòu)出礦，根據(jù)鑿巖方式不同又分為分段鑿巖階段空場法和階段鑿巖階段空場法。
在地下礦山采礦方法設(shè)計中，針對厚大急傾斜礦體，通常采用垂直深孔階段空場嗣后充填法采礦，礦房垂直礦體走向布置，隔三采一的方式進(jìn)行，以達(dá)到采切工程少、作業(yè)安全、資源回采率高等目的。如安徽金日晟礦業(yè)有限責(zé)任公司下屬的周油坊鐵礦，其南部礦體厚大，平均厚度約50m；礦體傾角60～80°。設(shè)計采用垂直深孔鑿巖階段空場嗣后充填采礦法，礦房垂直礦體走向布置，隔三采一。
實踐證明，當(dāng)圍巖十分破碎時，垂直深孔鑿巖階段空場嗣后充填采礦法不能較好服務(wù)于生產(chǎn)。因為礦體具有一定傾角，且階段間回采順序為自下而上，所以當(dāng)采場回采完畢后，十分破碎的上盤圍巖會很難保持穩(wěn)定。此時，礦山企業(yè)通常會采用增加礦柱、減小采場跨度、加強上盤圍巖支護等措施來確保安全。由于階段空場法標(biāo)準(zhǔn)礦房尺寸較大，礦房長度與礦體厚度相同，約為60m，寬度為15～20m，高度與階段高度相同，一般為50～60m。在如此巨大的尺寸前提下，以上各種優(yōu)化措施效果都不明顯，且都會導(dǎo)致礦產(chǎn)資源的嚴(yán)重浪費。
針對以上問題，急需要研發(fā)、設(shè)計一種具有安全性好、易于施工、資源回收率高的新型地下采礦方法及采場布置結(jié)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)對圍巖破碎的厚大急傾斜礦體情況下開采安全性差、礦產(chǎn)資源浪費嚴(yán)重的突出問題，而提供一種安全可靠、施工簡單、資源回收率高的先后采用分段空場法、階段空場法采礦的井下結(jié)構(gòu)布置方式，可以顯著改善現(xiàn)有圍巖十分破碎的厚大急傾斜礦體地下礦山的開采現(xiàn)狀。
為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明一種先后采用分段空場法、階段空場法采礦的井下結(jié)構(gòu)布置方式，礦石溜井位于礦體下盤圍巖中，采場斜坡道也位于礦體下盤圍巖中，并采用以下技術(shù)方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置與施工：
1)分段空場法礦房位于上盤礦體，平行礦體走向布置；階段空場法礦房位于下盤礦體，沿垂直礦體走向布置；分段空場法礦房和階段空場法礦房通過穿脈巷道相連，其中位于分段空場法礦房上盤的穿脈巷道為上盤穿脈巷道，位于階段空場法礦房下盤的穿脈巷道為下盤穿脈巷,上盤穿脈巷道、下盤穿脈巷道為同一穿脈巷道的兩個部分；采場斜坡道分別與下盤穿脈巷道、位于下盤礦體內(nèi)的鑿巖硐室聯(lián)絡(luò)巷道連通；
2)先施工分段空場法采礦井下結(jié)構(gòu)：在礦體上盤施工上盤沿脈巷道，在礦體下盤施工下盤沿脈巷道；在礦體上盤施工上盤穿脈巷道，在礦體下盤施工沿脈巷道；在上盤礦體內(nèi)施工通風(fēng)行人天井以及分段鑿巖巷道,通風(fēng)行人天井與分段鑿巖巷道連通；在上盤礦體內(nèi)留有間柱，分段空場法礦房的上部留有頂柱，在間柱、頂柱的保護下在上盤礦體內(nèi)施工中深孔，爆破后的礦石經(jīng)分段空場法礦房的分段空場法礦房出礦進(jìn)路)運出采場；
3)當(dāng)分段空場法礦房回采完畢并充填后，再施工階段空場法井下結(jié)構(gòu)：在下盤穿脈巷道的側(cè)向施工階段空場法礦房出礦進(jìn)路、階段空場法礦房底部結(jié)構(gòu)；在下盤礦體內(nèi)施工鑿巖硐室聯(lián)絡(luò)巷以及鑿巖硐室；在鑿巖硐室內(nèi)向下施工下向深孔，爆破后的礦石經(jīng)階段空場法礦房出礦進(jìn)路運出采場。
進(jìn)一步地，所述的分段空場法礦房的高度與階段高度H相同，皆為52～63m，分段空場法礦房的寬度B1不超過10m、長度L1為55～62m；所述的階段空場法礦房高度與階段高度H相同，皆為52～63m，階段空場法礦房的寬度B2為15～22m、長度L2與剩余礦體厚度相同。
研究表明，分段空場法礦房的長度L1等于階段空場法礦房的寬度B2的四倍為佳。
本發(fā)明先開采分段空場法礦房，回采完畢并充填，待充填體強度達(dá)標(biāo)后，再采用隔三采一的方式回采階段空場法礦房。
本發(fā)明一種先后采用分段空場法、階段空場法采礦的井下結(jié)構(gòu)布置方式采用以上技術(shù)方案后，具有以下積極效果：
(1)上盤礦體優(yōu)先采用分段空場法開采并膠結(jié)充填，形成了較為穩(wěn)固的人工上盤圍巖，為下盤礦體采用大產(chǎn)能、低能耗的階段空場法礦房創(chuàng)造了安全的先決條件；
(2)分段空場法礦房和階段空場法礦房通過穿脈巷道相連通，為階段空場法礦房增加了安全出口；在保證采準(zhǔn)工程不變的前提下，出礦效率提高20％以上；
(3)在穩(wěn)固的人工上盤圍巖保護下，大大降低了破碎圍巖進(jìn)入階段空場法礦房，可有效降低廢石混入率、礦石貧化率等參數(shù)，其中廢石混入率降低60％以上，給礦山企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益；另一方面，穩(wěn)定的充填體可確保地表不出現(xiàn)塌陷，實現(xiàn)環(huán)境保護的目的。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一種先后采用分段空場法、階段空場法采礦的井下結(jié)構(gòu)布置方式之礦房布置立體示意圖；
圖2為圖1之Y軸方向截面圖；
圖3為圖1之分段空場法礦房X軸方向圖；
圖4為圖1之分段空場法礦房底部結(jié)構(gòu)-Z軸方向圖；
圖5為圖1之階段空場法礦房X軸方向圖；
圖6為圖1之階段空場法礦房底部結(jié)構(gòu)-Z軸方向圖。
附圖標(biāo)記為：A-分段空場法礦房；C-階段空場法礦；L1-分段空場法礦房長度；B1-分段空場法礦房寬度；L2-階段空場法礦房長度；B2-階段空場法礦房寬度；H-階段高度；1-下盤沿脈巷道；2-下盤穿脈巷道；3-鑿巖硐室聯(lián)絡(luò)巷道；4-鑿巖硐室；5-階段空場法礦房出礦進(jìn)路；6-下向深孔；7-階段空場法礦房底部結(jié)構(gòu)；8-礦石溜井；9-采場斜坡道；10-上盤沿脈巷道；11-上盤穿脈巷道；12-通風(fēng)行人天井；13-分段鑿巖巷道；14-間柱；15-頂柱；16-分段空場法礦房出礦進(jìn)路；17-中深孔；18-分段空場法礦房底部結(jié)構(gòu)。
具體實施方式
為更好地描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明先后采用分段空場法、階段空場法采礦的井下結(jié)構(gòu)布置方式做進(jìn)一步詳細(xì)描述。本發(fā)明在階段空場標(biāo)準(zhǔn)礦房長度方向上，將礦房分為兩個部分?？拷媳P的礦體先采用分段空場法開采，礦塊沿礦體走向布置，采完后用高濃度尾砂膠結(jié)充填。剩余礦體在已經(jīng)形成的上盤堅固充填體的保護下進(jìn)行回采。
由圖1所示的本發(fā)明一種先后采用分段空場法、階段空場法采礦的井下結(jié)構(gòu)布置方式礦房布置立體示意圖看出，實施例中，分段空場法礦房A位于上盤礦體，平行礦體走向布置。礦房高度與階段高度H相同，為60m、寬度B1為10m、長度L1為60m；階段空場法礦房C位于下盤礦體，垂直礦體走向布置，礦房高度與階段高度H相同，為60m、寬度B2為15m、長度L2與剩余礦體厚度相同；分段空場法礦房A的長度L1等于階段空場法礦房C的寬度B2的四倍，即：L1＝4×B2，這兩個礦房呈垂直布置關(guān)系。先開采分段空場法礦房A，回采完畢并充填，待充填體強度達(dá)標(biāo)后，再采用“隔三采一”的方式回采階段空場法礦房C。
由圖2所示的圖1之Y軸方向截面圖并結(jié)合圖3、圖4、圖1看出，開采分段空場法礦房(A)的井下結(jié)構(gòu)布置為：在礦體上盤施工上盤沿脈巷道10，在礦體下盤施工下盤沿脈巷道1；在礦體上盤施工上盤穿脈巷道11，在礦體下盤施工沿脈巷道2；在上盤礦體內(nèi)施工通風(fēng)行人天井12以及分段鑿巖巷道13,在上盤礦體內(nèi)留有間柱14，分段空場法礦房A的上部留有頂柱15，在間柱14、頂柱15的保護下在上盤礦體內(nèi)施工中深孔17，爆破后的礦石經(jīng)分段空場法礦房A的分段空場法礦房出礦進(jìn)路16運出采場。
由圖2所示的圖1之Y軸方向截面圖并結(jié)合圖1看出，分段空場法礦房A和階段空場法礦房C通過穿脈巷道相連，其中位于分段空場法礦房A上盤的穿脈巷道為上盤穿脈巷道11，位于階段空場法礦房C下盤的穿脈巷道為下盤穿脈巷道2,上盤穿脈巷道11、下盤穿脈巷道2為同一穿脈巷道的兩個部分；礦石溜井8位于礦體下盤圍巖中，采場斜坡道9也位于礦體下盤圍巖中，采場斜坡道9分別與下盤穿脈巷道2、鑿巖硐室聯(lián)絡(luò)巷道3連通；
由圖2所示的圖1之Y軸方向截面圖并結(jié)合圖5、圖6、圖1看出，開采階段空場法礦房(C)的的井下結(jié)構(gòu)布置為：在下盤穿脈巷道2的側(cè)向施工階段空場法礦房出礦進(jìn)路5、階段空場法礦房底部結(jié)構(gòu)7；在下盤礦體內(nèi)施工鑿巖硐室聯(lián)絡(luò)巷3以及鑿巖硐室4；在鑿巖硐室4內(nèi)向下施工下向深孔6，爆破后的礦石經(jīng)階段空場法礦房出礦進(jìn)路5運出采場。
由圖3所示的圖1之分段空場法礦房X軸方向圖看出，通風(fēng)行人天井12與分段鑿巖巷道13連通。
本發(fā)明已經(jīng)在年開采量300萬噸的某地下礦山進(jìn)行工業(yè)試驗應(yīng)用，應(yīng)用結(jié)果表明，本發(fā)明先后采用分段空場法、階段空場法采礦的井下結(jié)構(gòu)布置方式具有安全性好、易于施工、資源回收率高等優(yōu)點，應(yīng)用后礦石回采率提高了2個百分點，年創(chuàng)綜合經(jīng)濟效益達(dá)3000萬元以上，取得了意想不到的經(jīng)濟、技術(shù)效果。
全文PDF
先后采用分段空場法、階段空場法采礦的井下結(jié)構(gòu)布置方式.pdf
聲明：
“先后采用分段空場法、階段空場法采礦的井下結(jié)構(gòu)布置方式” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
1832
編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司 華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司
分享 0
舉報 0
收藏 0
反對 0
點贊 0
2025年03月20日 ~ 22日 
