權(quán)利要求

1.圍巖穩(wěn)固急傾斜多條盲礦體安全高效回采方法，其特征在于，包括以下步驟：

一、控制覆蓋層冒落形式與冒落進程；

二、確定臨界冒落跨度；

三、采準工程布置；

四、切割；

五、回采。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圍巖穩(wěn)固急傾斜多條盲礦體安全高效回采方法，其特征在于，所述步驟一具體為通過擴展采空區(qū)周邊的有效暴露面積誘導采空區(qū)自然冒落，并同時崩落采空區(qū)內(nèi)部的支撐物，使頂板圍巖的初始冒落呈零星冒落形式自然冒落。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圍巖穩(wěn)固急傾斜多條盲礦體安全高效回采方法，其特征在于，在確定步驟二所述臨界冒落跨度時，可按巖石抗壓強度與巖體完整系數(shù)的乘積來估算巖體抗壓強度，引起頂板巖體破壞的空區(qū)跨度計算公式為：L＝2l，T＝上盤圍巖抗壓強度*上盤圍巖完整系數(shù)；

h—位置標高；T—巖體抗壓平均值；q—垂直應力；γ—上覆巖層容重；H—空區(qū)頂板埋深。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圍巖穩(wěn)固急傾斜多條盲礦體安全高效回采方法，其特征在于，所述步驟三采準工程布置具體操作步驟為：

1)、根據(jù)鑿巖、鏟裝、運輸?shù)仍O備巷道規(guī)格選??；

2)、在最下盤礦體(3#)的下盤距礦體15m沿礦體走向施工分段脈外運輸巷，與采區(qū)通風系統(tǒng)聯(lián)通；

3)、分段脈外運輸巷施工完成后，從分段脈外運輸巷按間距50m，垂直礦體走向施工穿脈巷，按3‰的坡度上坡施工，避免巷道積水，穿脈巷兼做切割巷或出礦進路；

4)、在穿脈巷之間沿礦走向脈內(nèi)施工回采進路；

5)、在礦脈之間圍巖內(nèi)沿礦體走向施工巖柱回采進路。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圍巖穩(wěn)固急傾斜多條盲礦體安全高效回采方法，其特征在于，所述步驟四具體為：

①將上下盤2-3條礦體及礦體間夾巖劃分為1個礦塊，共用一條切割、切割巷；

②在非邊部穿脈巷道內(nèi)最上盤1#礦體布置一條切割井，規(guī)格3.0m*3.0m，切割井施工高度為分段高度減去巷道高度，切割井采用中深孔一次成井技術(shù)施工；

③將穿脈巷道作為切割巷，施工上向垂直中深孔，孔間距1.5m，排距1.6m，孔徑80mm，裝藥密度1.0，以切割井作為自由面，從切割井至下盤礦體邊緣依次爆破；切割作為兩側(cè)上下盤三個礦體及巖柱切割自由面，這樣布置上下盤礦體、巖柱使用同一切割井、同一切割巷作為自由面。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圍巖穩(wěn)固急傾斜多條盲礦體安全高效回采方法，其特征在于，所述步驟五具體為：

Ⅰ、落礦：深孔施工采用進口鑿巖臺車Simba1354/Simba1354鑿巖臺車或圓盤鑿巖臺架裝YG-90型鉆機鑿巖，鑿巖臺車施工深孔鉆頭直徑采用76mm；

Ⅱ、在回采進路施工扇形孔，布孔參數(shù)：孔底距1.9m，排距1.7m；

Ⅲ、在巖柱回采進路施工扇形孔，布孔參數(shù)：孔底距2.1m，排距1.9m，巖柱布孔參數(shù)加大，保證巖柱爆破塊度，減少出礦貧化；

Ⅳ、回采順序：先進行上下盤礦體爆破回采，巖柱爆破回采進度滯后上下盤礦體20-25m；

Ⅴ、出礦：采用4m3電動鏟運機或柴油鏟運機出礦，首層礦石出礦量為每次爆破量80％左右，同時保證采場礦堆高于出礦眉線口，巖柱爆破出巖量為每次爆破量15％左右，滿足后排爆破所需補償空間即可。

說明書

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及采礦技術(shù)領域，具體為圍巖穩(wěn)固急傾斜多條盲礦體安全高效回采方法。

背景技術(shù)

目前行業(yè)針對圍巖穩(wěn)固急傾斜兩、三條平行分布盲礦體，礦體平均厚度15-20m，夾巖平均厚度15-20m，主要采用階段空場法回采，該采礦法存在以下缺點：

1、地壓管理困難：各采空區(qū)采用礦柱劃分，靠礦柱支撐采空區(qū)，回采過程中安全風險高，后期各采空區(qū)聯(lián)通后空場的懸高與跨度逐漸增大，圍巖地壓增加，使回采條件惡化，達到一定出現(xiàn)垮頂、偏幫冒落產(chǎn)生巨大沖擊波地震波，可能造成停產(chǎn)和安全事故；

2、損失率高：礦柱占礦塊礦量20％左右，由于礦柱回采過程中安全風險高，礦柱回采率低，目前多數(shù)礦山礦柱損失處理，礦塊損失率達到28％左右；

3、掘采比大、采準周期長：礦塊底部需施工大量出礦進路，同時需施工立體工程人行通風天井；施工順序受限，分段鑿巖巷在人行通風天井施工完成后才能施工，階段高度50-70m，整個礦塊所有采準工程全部施工完成才能進行深孔鑿巖、爆破、出礦工作；

4、出礦設備需進入采空區(qū)，出礦設備存在安全風險。裝礦進路間距10-12m，礦塊出礦末期時出礦存在死角，為減少礦石損失，出礦設備需進入采空區(qū)鏟礦；

5、礦塊生產(chǎn)能力低：礦塊生產(chǎn)能力500-800t/d；

6、上、下盤礦塊不能同時作業(yè)：同階段上盤礦塊最上分段作業(yè)面在下盤礦塊巖移范圍內(nèi)。

如采用無底柱分段崩落法可改善上述1-6問題，但是覆蓋層是無底柱分段崩落法必要條件，針對圍巖穩(wěn)固多條盲礦體，如采用無底柱分段法回采需造覆蓋巖層，造覆蓋巖層方法為強制崩落方式，按照《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》中6.2.2.7規(guī)定，“若上盤不能自行冒落或冒落的巖石量達不到所規(guī)定的厚度，應及時進行強制放頂，使覆蓋巖層厚度達到分段高度的二倍左右”，因此需在礦體上部增加兩分段采準工程，進行強制崩巖，采用這種方式工程量大、準備時間長，增加采礦成本，特別此部分費用是集中在采礦前初期投入。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了圍巖穩(wěn)固急傾斜多條盲礦體安全高效回采方法，解決覆蓋巖層問題，使無底柱分段崩落法適用于穩(wěn)固圍巖急傾斜多條盲礦體回采，提升各項指標。

(二)技術(shù)方案

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

圍巖穩(wěn)固急傾斜多條盲礦體安全高效回采方法，包括以下步驟：

一、控制覆蓋層冒落形式與冒落進程；

二、確定臨界冒落跨度；

三、采準工程布置；

四、切割；

五、回采。

優(yōu)選的，所述步驟一具體為通過擴展采空區(qū)周邊的有效暴露面積誘導采空區(qū)自然冒落，并同時崩落采空區(qū)內(nèi)部的支撐物，使頂板圍巖的初始冒落呈零星冒落形式自然冒落。

優(yōu)選的，在確定步驟二所述臨界冒落跨度時，可按巖石抗壓強度與巖體完整系數(shù)的乘積來估算巖體抗壓強度，引起頂板巖體破壞的空區(qū)跨度計算公式為：L＝2l，T＝上盤圍巖抗壓強度*上盤圍巖完整系數(shù)；

h—位置標高；T—巖體抗壓平均值；q—垂直應力；γ—上覆巖層容重；H—空區(qū)頂板埋深。

優(yōu)選的，所述步驟三采準工程布置具體操作步驟為：

1)、根據(jù)鑿巖、鏟裝、運輸?shù)仍O備巷道規(guī)格選?。?/span>

2)、在最下盤礦體(3#)的下盤距礦體15m沿礦體走向施工分段脈外運輸巷，與采區(qū)通風系統(tǒng)聯(lián)通；

3)、分段脈外運輸巷施工完成后，從分段脈外運輸巷按間距50m，垂直礦體走向施工穿脈巷，按3‰的坡度上坡施工，避免巷道積水，穿脈巷兼做切割巷或出礦進路；

4)、在穿脈巷之間沿礦走向脈內(nèi)施工回采進路；

5)、在礦脈之間圍巖內(nèi)沿礦體走向施工巖柱回采進路。

優(yōu)選的，所述步驟四具體為：

①將上下盤2-3條礦體及礦體間夾巖劃分為1個礦塊，共用一條切割、切割巷；

②在非邊部穿脈巷道內(nèi)最上盤1#礦體布置一條切割井規(guī)格3.0m*3.0m，切割井施工高度為分段高度減去巷道高度，切割井采用中深孔一次成井技術(shù)施工；

③將穿脈巷道作為切割巷，施工上向垂直中深孔，孔間距1.5m，排距1.6m，孔徑80mm，裝藥密度1.0，以切割井作為自由面，從切割井至下盤礦體邊緣依次爆破；切割作為兩側(cè)上下盤三個礦體及巖柱切割自由面，這樣布置上下盤礦體、巖柱使用同一切割井、同一切割巷作為自由面。

優(yōu)選的，所述步驟五具體為：

Ⅰ、落礦：深孔施工采用進口鑿巖臺車Simba1354/Simba1354鑿巖臺車或圓盤鑿巖臺架裝YG-90型鉆機鑿巖，鑿巖臺車施工深孔鉆頭直徑采用76mm；

Ⅱ、在回采進路施工扇形孔，布孔參數(shù)：孔底距1.9m，排距1.7m；

Ⅲ、在巖柱回采進路施工扇形孔，布孔參數(shù)：孔底距2.1m，排距1.9m，巖柱布孔參數(shù)加大，保證巖柱爆破塊度，減少出礦貧化；

Ⅳ、回采順序：先進行上下盤礦體爆破回采，巖柱爆破回采進度滯后上下盤礦體20-25m；

Ⅴ、出礦：采用4m3電動鏟運機或柴油鏟運機出礦，首層礦石出礦量為每次爆破量80％左右，同時保證采場礦堆高于出礦眉線口，巖柱爆破出巖量為每次爆破量15％左右，滿足后排爆破所需補償空間即可。

(三)有益效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了圍巖穩(wěn)固急傾斜多條盲礦體安全高效回采方法，具備以下有益效果：

(1)通過本方案的方法可解決覆蓋巖層問題，使無底柱分段崩落法適用于穩(wěn)固圍巖急傾斜多條盲礦體回采，提升各項指標，提高礦塊生產(chǎn)能力、降低損失率、降低掘采比、采空區(qū)地壓管理、提高作業(yè)安全性。

(2)采用本方案的回采工作人員、設備在巷道內(nèi)進行，掘進、鑿巖深孔、出礦等工作可在同一礦塊上下分段不同進路同時進行，作業(yè)集中互不干擾，易于管理，具有較大的靈活性，能較快地投入生產(chǎn)，分層小步距后退回采，有利于分采分運，剔除部分夾石。

(3)采用本方案回采過程中覆蓋層對上部圍巖突然冒頂起緩沖作用，保證作業(yè)安全和礦巖的穩(wěn)固性，爆破采用擠壓爆破，在巖石重力下按橢球體放礦理論進行放礦，能獲得良好的爆破效果和回收指標，回采結(jié)束后不需采空區(qū)治理。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的回采順序示意圖。

圖中標號說明：

圖中標號：1、溜井；2、脈外運輸巷；3、穿脈巷道；4、礦石回采進路；5、巖柱爆破進路切割井；6、切割井；7、切割爆破排線；8、巖柱爆破排線；9、礦石爆破排線；10、礦體。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明的實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1，圍巖穩(wěn)固急傾斜多條盲礦體安全高效回采方法，包括以下步驟：

一、控制覆蓋層冒落形式與冒落進程：通過擴展采空區(qū)周邊的有效暴露面積誘導采空區(qū)自然冒落，并同時崩落采空區(qū)內(nèi)部的支撐物，使頂板圍巖的初始冒落呈零星冒落形式自然冒落

二、確定臨界冒落跨度：

在確定步驟二臨界冒落跨度時，可按巖石抗壓強度與巖體完整系數(shù)的乘積來估算巖體抗壓強度，引起頂板巖體破壞的空區(qū)跨度計算公式為：L＝2l，T＝上盤圍巖抗壓強度*上盤圍巖完整系數(shù)；

h—位置標高；T—巖體抗壓平均值；q—垂直應力；γ—上覆巖層容重；H—空區(qū)頂板埋深。

三、采準工程布置，具體操作如下：

1)、根據(jù)鑿巖、鏟裝、運輸?shù)仍O備巷道規(guī)格選取，如采用4m3鏟運機可選取規(guī)格為4.2m*4m；

2)、在最下盤礦體(3#)的下盤距礦體15m沿礦體走向施工分段脈外運輸巷2，與采區(qū)通風系統(tǒng)聯(lián)通；

3)、分段脈外運輸巷2施工完成后，從分段脈外運輸巷2按間距50m，垂直礦體走向施工穿脈巷3，按3‰的坡度上坡施工，避免巷道積水，穿脈巷兼做切割巷或出礦進路；

4)、在穿脈巷3之間沿礦走向脈內(nèi)施工回采進路4；

5)、在礦脈之間圍巖內(nèi)沿礦體走向施工巖柱回采進路5。

四、切割，具體為：

①將上下盤2-3條礦體及礦體間夾巖劃分為1個礦塊，共用一條切割、切割巷；

②在非邊部穿脈巷道3內(nèi)最上盤1#礦體布置一條切割井6，規(guī)格3.0m*3.0m，切割井6施工高度為分段高度減去巷道高度，切割井6采用中深孔一次成井技術(shù)施工；

③將穿脈巷道3作為切割巷，施工上向垂直中深孔，孔間距1.5m，排距1.6m，孔徑80mm，裝藥密度1.0，以切割井作為自由面，從切割井至下盤礦體邊緣依次爆破；切割作為兩側(cè)上下盤三個礦體及巖柱切割自由面，這樣布置上下盤礦體、巖柱使用同一切割井、同一切割巷作為自由面。

五、回采，具體為：

Ⅰ、落礦：深孔施工采用進口鑿巖臺車Simba1354/Simba1354鑿巖臺車或圓盤鑿巖臺架裝YG-90型鉆機鑿巖，鑿巖臺車施工深孔鉆頭直徑采用76mm；

Ⅱ、在回采進路4施工扇形孔，布孔參數(shù)：孔底距1.9m，排距1.7m；

Ⅲ、在巖柱回采進路5施工扇形孔，布孔參數(shù)：孔底距2.1m，排距1.9m，巖柱布孔參數(shù)加大，保證巖柱爆破塊度，減少出礦貧化；

Ⅳ、回采順序：先進行上下盤礦體爆破回采，巖柱爆破回采進度滯后上下盤礦體20-25m，爆破采用擠壓爆破，在巖石重力下按橢球體放礦理論進行放礦；

Ⅴ、出礦：采用4m3電動鏟運機或柴油鏟運機出礦，首層礦石出礦量為每次爆破量80％左右，同時保證采場礦堆高于出礦眉線口，巖柱爆破出巖量為每次爆破量15％左右，滿足后排爆破所需補償空間即可。

經(jīng)實驗：采用本方案塊生產(chǎn)能力從500-800t/d提升到1500-2000t/d；可節(jié)省出礦穿、人行天井，提高分層高度，綜合掘采比約從6.5m/kt降至3.75m/kt；無礦柱損失，礦塊損失率約從28％降至10％左右。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。

全文PDF

圍巖穩(wěn)固急傾斜多條盲礦體安全高效回采方法.pdf