1.本發(fā)明涉及采礦技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種階段空?qǐng)龇ú蓤?chǎng)底部高效出礦結(jié)構(gòu)及其施工方法。

背景技術(shù)：

2.目前，在金屬礦山中等傾斜至急傾斜中厚以上礦體以及水平至緩傾斜的厚大礦體開(kāi)采領(lǐng)域，階段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法應(yīng)用越來(lái)越廣泛，階段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V工藝中，出礦主要采用塹溝底部出礦結(jié)構(gòu)以及平底出礦結(jié)構(gòu)，但這兩種出礦結(jié)構(gòu)存在各自的不足或問(wèn)題：塹溝底部出礦結(jié)構(gòu)后期底部三角礦柱回收率低；平底出礦結(jié)構(gòu)采場(chǎng)，出礦設(shè)備及人員需暴露在空?qǐng)鱿伦鳂I(yè)，安全性較差。

3.未解決上述問(wèn)題，中國(guó)專(zhuān)利cn107035372a公開(kāi)了“一種塹溝式底部結(jié)構(gòu)進(jìn)路側(cè)三角礦柱回收方法”，該方法是在采場(chǎng)回采前一次性鉆鑿塹溝內(nèi)的深孔以及三角礦柱內(nèi)的中深孔，然后采用深孔形成出礦塹溝，再用中深孔回收兩側(cè)三角礦柱，但該方法用于深孔爆破時(shí)容易破壞三角礦柱內(nèi)提前鉆鑿的中深孔，而且三角礦柱爆破后的礦堆直接暴露在空?qǐng)鱿?，以致出礦安全性較差；中國(guó)專(zhuān)利cn107448201a公開(kāi)了“一種急傾斜薄至中厚礦脈平底出礦結(jié)構(gòu)及方法”，該方法是針對(duì)急傾斜薄至中厚礦脈開(kāi)采布置的平底出礦結(jié)構(gòu)，未考慮該出礦結(jié)構(gòu)的后期回收率，以致后期該底部結(jié)構(gòu)的三角礦柱回收率低，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

4.綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法做到礦柱回收率高、出礦效率高及安全性好的效果。

5.為此研發(fā)一種階段空?qǐng)龇ú蓤?chǎng)底部高效出礦結(jié)構(gòu)及其施工方法就顯得十分迫切。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

6.本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種階段空?qǐng)龇ú蓤?chǎng)底部高效出礦結(jié)構(gòu)及其施工方法，它既能有效提高采場(chǎng)底部三角礦柱回收率和出礦效率，又能增強(qiáng)出礦工人及設(shè)備作業(yè)安全性。

7.本發(fā)明的階段空?qǐng)龇ú蓤?chǎng)底部高效出礦結(jié)構(gòu)及其施工方法，它包括但并不限于在礦房回采前回收三角礦柱，以高強(qiáng)度充填體替代該三角礦柱，同時(shí)采用對(duì)稱(chēng)斜角式結(jié)構(gòu)布置采場(chǎng)出礦進(jìn)路，使底部出礦結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增強(qiáng)，而且鏟裝設(shè)備可以通過(guò)采場(chǎng)兩側(cè)同時(shí)進(jìn)入受礦巷出礦，以提高鏟裝效率，具體工藝步驟與條件如下：

8.a.從脈外運(yùn)輸巷向垂直礦體走向方向施工出礦聯(lián)絡(luò)巷及出礦穿脈到達(dá)礦體上盤(pán)；

9.b.在礦體上盤(pán)與礦體交接處施工拉底巷道；

10.c.從下分段的出礦穿脈向上分段的出礦穿脈施工切割天井；

11.d.將出礦穿脈及沿脈拉底巷道作為拉底層的爆破自由面，采用淺孔落礦方式對(duì)三角礦柱提前回采，回采時(shí)為了保證作業(yè)安全，拉底層的頂板采用錨桿支護(hù)；

12.e.拉底層出完礦后在出礦聯(lián)絡(luò)巷中澆筑擋墻對(duì)空區(qū)封閉，僅留設(shè)切割天井；

13.f.通過(guò)切割天井澆筑高強(qiáng)度充填料漿對(duì)整個(gè)采空區(qū)進(jìn)行膠結(jié)充填并養(yǎng)護(hù)到合適的齡期，形成高強(qiáng)度膠結(jié)充填體的人工三角礦柱；

14.g.待高強(qiáng)度膠結(jié)充填體的人工三角礦柱達(dá)到一定強(qiáng)度后即在礦體下盤(pán)圍巖與礦體交接處沿礦體走向施工受礦巷及出礦進(jìn)路，在受礦巷內(nèi)鉆鑿扇形深孔，鉆鑿后爆破形成v型出礦塹溝，爆破后的礦石通過(guò)鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)至溜井。

15.本發(fā)明側(cè)重通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的“v型”塹溝底部出礦結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，在礦房回采前回收三角礦柱，用高強(qiáng)度充填體替代該三角礦柱，解決了傳統(tǒng)“v型”塹溝底部三角礦柱回收難、回收率低等難題，提高采場(chǎng)底部三角礦柱回收率指標(biāo)、提高出礦效率以及作業(yè)安全性提供了技術(shù)和安全保障。

16.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果或優(yōu)點(diǎn)：

17.(1)因?yàn)榛厥樟巳堑V柱與出礦進(jìn)路采用菱形式布置，所以提高了采場(chǎng)底部三角礦柱回收率與極大提高了塹溝結(jié)構(gòu)的礦石出礦效率。

18.(2)同時(shí)由于重新澆筑高強(qiáng)度三角礦柱，所以解決了平底出礦結(jié)構(gòu)出礦安全性差與傳統(tǒng)塹溝出礦結(jié)構(gòu)回收難度大、損失率高等難題，為作業(yè)安全性提供了安全保障。

19.(3)施工安全可靠，方法簡(jiǎn)單易行，靈活性強(qiáng)，大大提高了塹溝結(jié)構(gòu)作業(yè)人員的安全性，為深孔爆破技術(shù)在階段空?qǐng)霾傻V法的推廣應(yīng)用提供了技術(shù)保障。

附圖說(shuō)明

20.圖1為依據(jù)本發(fā)明提出的一種階段空?qǐng)龇ú蓤?chǎng)底部高效出礦結(jié)構(gòu)及其施工方法施工前工程布置的主視示意圖。

21.圖2為圖1所示出礦結(jié)構(gòu)及其施工方法人工澆筑的三角礦柱示意圖。

22.圖3為圖2所示出礦結(jié)構(gòu)及其施工方法“v型”底部出礦結(jié)構(gòu)示意圖。

23.圖4為圖2與圖3的i-i向剖視示意圖。

24.附圖中各標(biāo)識(shí)符號(hào)分別表示：

25.1.礦體2.脈外運(yùn)輸巷3.出礦聯(lián)絡(luò)巷4.出礦穿脈5.拉底巷道6.受礦巷7.切割天井8.錨桿9.高強(qiáng)度膠結(jié)充填體10.爆破礦石11.出礦進(jìn)路12.溜井

26.以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。

具體實(shí)施方式

27.如圖1-4所示，階段空?qǐng)龇ú蓤?chǎng)底部高效出礦結(jié)構(gòu)及其施工方法，它包括但并不限于在礦房回采前回收三角礦柱，以高強(qiáng)度充填體替代該三角礦柱，同時(shí)采用對(duì)稱(chēng)斜角式結(jié)構(gòu)布置采場(chǎng)出礦進(jìn)路，使底部出礦結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增強(qiáng)，而且鏟裝設(shè)備可以通過(guò)采場(chǎng)兩側(cè)同時(shí)進(jìn)入受礦巷出礦，以提高鏟裝效率，具體工藝步驟與條件如下：

28.a.從脈外運(yùn)輸巷(2)向垂直礦體(1)走向方向施工出礦聯(lián)絡(luò)巷(3)及出礦穿脈(4)到達(dá)礦體上盤(pán)；

29.b.在礦體上盤(pán)與礦體(1)交接處施工拉底巷道(5)；

30.c.從下分段的出礦穿脈(4)向上分段的出礦穿脈(4)施工切割天井(7)；

31.d.將出礦穿脈(4)及沿脈拉底巷道(5)作為拉底層的爆破自由面，采用淺孔落礦方式對(duì)三角礦柱提前回采，回采時(shí)為了保證作業(yè)安全，拉底層的頂板采用錨桿(8)支護(hù)；

32.e.拉底層出完礦后在出礦聯(lián)絡(luò)巷(3)中澆筑擋墻對(duì)空區(qū)封閉，僅留設(shè)切割天井(7)；

33.f.通過(guò)切割天井(7)澆筑高強(qiáng)度充填料漿對(duì)整個(gè)采空區(qū)進(jìn)行膠結(jié)充填并養(yǎng)護(hù)到合適的齡期，形成高強(qiáng)度膠結(jié)充填體(9)的人工三角礦柱；

34.g.待高強(qiáng)度膠結(jié)充填體(9)的人工三角礦柱達(dá)到一定強(qiáng)度后即在礦體下盤(pán)圍巖與礦體(1)交接處沿礦體走向施工受礦巷(6)及出礦進(jìn)路(11)，在受礦巷(6)內(nèi)鉆鑿扇形深孔，鉆鑿后爆破形成v型出礦塹溝，爆破后的礦石(10)通過(guò)鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)至溜井(12)。

35.本發(fā)明可以進(jìn)一步是

36.所述高強(qiáng)度膠結(jié)充填體(9)的人工三角礦柱的坡面與水平面的夾角α，β，γ均大于礦石的自然安息角，以保證爆破后的礦石能全部自重溜放至受礦巷(6)。

37.所述高強(qiáng)度膠結(jié)充填體(9)的人工三角礦柱澆注待28天強(qiáng)度達(dá)到4mpa以上，再進(jìn)行上部采場(chǎng)的爆破工作。

38.所述出礦進(jìn)路(11)與受礦巷(6)間的夾角α為40～50°，β為90°，γ為130～140°，便于鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)出底部出礦結(jié)構(gòu)，保障高效出礦。

39.所述出礦進(jìn)路(11)采用對(duì)稱(chēng)斜角式布置，相鄰兩個(gè)出礦進(jìn)路(11)間的距離l為6～8m，以保證鏟運(yùn)機(jī)能鏟運(yùn)出相鄰兩個(gè)出礦進(jìn)路間的所有礦石和避免爆破后的礦石因出礦不凈而浪費(fèi)。

40.實(shí)施例

41.山西某礦業(yè)公司以金、銅為主要產(chǎn)品的金屬礦山，現(xiàn)計(jì)劃回采-300m～-360m標(biāo)高的礦體，該礦體走向長(zhǎng)度200～300m，礦體平均厚度有100～120m，礦體傾角70°～80°，屬于急傾斜極厚大礦體，礦體大部分為中等穩(wěn)固礦體。本發(fā)明要解決該礦平底結(jié)構(gòu)需暴露在空?qǐng)鱿挛ｋU(xiǎn)作業(yè)的危險(xiǎn)以及傳統(tǒng)塹溝底部出礦結(jié)構(gòu)回收率低、出礦效率低等難題，通過(guò)提前回收三角礦柱，重新澆筑高強(qiáng)度三角礦柱，出礦進(jìn)路采用菱形式布置，避免了平底出礦結(jié)構(gòu)出礦安全性差以及三角礦柱回收難度大、損失率高等難題，大大提高了塹溝結(jié)構(gòu)的礦石出礦效率以及作業(yè)人員的安全性，為階段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法在中等傾斜至急傾斜中厚以上礦體以及水平至緩傾斜的厚大礦體的推廣應(yīng)用提供技術(shù)保障。

42.參照?qǐng)D1-4，實(shí)施時(shí)按如下具體工藝步驟與條件進(jìn)行：步驟一，從脈外運(yùn)輸巷(2)向垂直礦體(1)走向方向施工出礦聯(lián)絡(luò)巷(3)及出礦穿脈(4)到達(dá)礦體上盤(pán)；步驟二，在礦體上盤(pán)與礦體(1)交接處施工沿脈拉底巷道(5)；步驟三，從下分段的出礦穿脈(4)向上分段的穿脈巷道施工充填通風(fēng)井7；步驟四，將出礦穿脈(4)及沿脈拉底巷道(5)作為拉底層的爆破自由面，采用淺孔落礦方式對(duì)三角礦柱提前回采，回采時(shí)為了保證作業(yè)安全，拉底層的頂板采用錨桿(8)進(jìn)行支護(hù)；步驟五，拉底層出完礦后在穿脈聯(lián)絡(luò)巷中澆筑擋墻對(duì)空區(qū)封閉，僅留設(shè)充填切割天井(7)；步驟六，通過(guò)充填切割天井(7)下放高強(qiáng)度充填料漿對(duì)采空區(qū)進(jìn)行膠結(jié)充填，充填料漿需要充滿(mǎn)整個(gè)采空區(qū)，并對(duì)高強(qiáng)度膠結(jié)充填體(9)養(yǎng)護(hù)到合適的齡期；步驟七，待高強(qiáng)度膠結(jié)充填體(9)達(dá)到一定的強(qiáng)度后即可在礦體下盤(pán)圍巖與礦體(1)交接處沿礦體走向施工深孔鑿巖受礦巷(6)及出礦進(jìn)路(11)；步驟八，在深孔鑿巖受礦巷(6)內(nèi)鉆鑿扇形深孔，鉆鑿后爆破形成v型出礦塹溝，爆破后的礦石(10)通過(guò)鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)至溜井(12)。其中，澆筑的高強(qiáng)度人工三角礦柱的坡面與水平面的夾角大于礦石的自然安息角，以保證爆破后的礦石能全部自重溜放至受礦巷；澆筑的高強(qiáng)度人工三角礦柱28天強(qiáng)度能達(dá)到4mpa以上，待人工三角礦柱養(yǎng)護(hù)達(dá)到強(qiáng)度后方可進(jìn)行上部采場(chǎng)的爆破工作；出礦進(jìn)路(11)與受礦巷(6)間的夾角α為40～50°，β為90°，γ為130～140°，便于鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)出底部出礦結(jié)構(gòu)時(shí)的出

礦效率；采用對(duì)稱(chēng)斜角式布置出礦進(jìn)路(11)，相鄰兩個(gè)出礦進(jìn)路(11)間的距離l為6～8m，以保證鏟運(yùn)機(jī)能鏟運(yùn)出相鄰兩個(gè)出礦進(jìn)路(11)間的所有礦石，避免爆破后的礦石因出礦不凈而浪費(fèi)。

43.如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。上述實(shí)施例僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所做的改變、修飾、替換、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。技術(shù)特征：

1.階段空?qǐng)龇ú蓤?chǎng)底部高效出礦結(jié)構(gòu)及其施工方法，其特征在于它包括但并不限于在礦房回采前回收三角礦柱，以高強(qiáng)度充填體替代該三角礦柱，同時(shí)采用對(duì)稱(chēng)斜角式結(jié)構(gòu)布置采場(chǎng)出礦進(jìn)路，使底部出礦結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增強(qiáng)，而且鏟裝設(shè)備可以通過(guò)采場(chǎng)兩側(cè)同時(shí)進(jìn)入受礦巷出礦，以提高鏟裝效率，具體工藝步驟與條件如下：a.從脈外運(yùn)輸巷(2)向垂直礦體(1)走向方向施工出礦聯(lián)絡(luò)巷(3)及出礦穿脈(4)到達(dá)礦體上盤(pán)；b.在礦體上盤(pán)與礦體(1)交接處施工拉底巷道(5)；c.從下分段的出礦穿脈(4)向上分段的出礦穿脈(4)施工切割天井(7)；d.將出礦穿脈(4)及沿脈拉底巷道(5)作為拉底層的爆破自由面，采用淺孔落礦方式對(duì)三角礦柱提前回采，回采時(shí)為了保證作業(yè)安全，拉底層的頂板采用錨桿(8)支護(hù)；e.拉底層出完礦后在出礦聯(lián)絡(luò)巷(3)中澆筑擋墻對(duì)空區(qū)封閉，僅留設(shè)切割天井(7)；f.通過(guò)切割天井(7)澆筑高強(qiáng)度充填料漿對(duì)整個(gè)采空區(qū)進(jìn)行膠結(jié)充填并養(yǎng)護(hù)到合適的齡期，形成高強(qiáng)度膠結(jié)充填體(9)的人工三角礦柱；g.待高強(qiáng)度膠結(jié)充填體(9)的人工三角礦柱達(dá)到一定強(qiáng)度后即在礦體下盤(pán)圍巖與礦體(1)交接處沿礦體走向施工受礦巷(6)及出礦進(jìn)路(11)，在受礦巷(6)內(nèi)鉆鑿扇形深孔，鉆鑿后爆破形成v型出礦塹溝，爆破后的礦石(10)通過(guò)鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)至溜井(12)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出礦結(jié)構(gòu)及其施工方法，其特征是所述高強(qiáng)度膠結(jié)充填體(9)的人工三角礦柱的坡面與水平面的夾角α，β，γ均大于礦石的自然安息角，以保證爆破后的礦石能全部自重溜放至受礦巷(6)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的出礦結(jié)構(gòu)及其施工方法，其特征是所述高強(qiáng)度膠結(jié)充填體(9)的人工三角礦柱澆注待28天強(qiáng)度達(dá)到4mpa以上，再進(jìn)行上部采場(chǎng)的爆破工作。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出礦結(jié)構(gòu)及其施工方法，其特征是所述出礦進(jìn)路(11)與受礦巷(6)間的夾角α為40～50°，β為90°，γ為130～140°，便于鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)出底部出礦結(jié)構(gòu)，保障高效出礦。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的出礦結(jié)構(gòu)及其施工方法，其特征是所述出礦進(jìn)路(11)采用對(duì)稱(chēng)斜角式布置，相鄰兩個(gè)出礦進(jìn)路(11)間的距離l為6～8m，以保證鏟運(yùn)機(jī)能鏟運(yùn)出相鄰兩個(gè)出礦進(jìn)路間的所有礦石和避免爆破后的礦石因出礦不凈而浪費(fèi)。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及階段空?qǐng)龇ú蓤?chǎng)底部高效出礦結(jié)構(gòu)及其施工方法，它包括但并不限于在礦房回采前回收三角礦柱，以高強(qiáng)度充填體替代該三角礦柱，同時(shí)采用對(duì)稱(chēng)斜角式結(jié)構(gòu)布置采場(chǎng)出礦進(jìn)路，使底部出礦結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增強(qiáng)，而且鏟裝設(shè)備可以通過(guò)采場(chǎng)兩側(cè)同時(shí)進(jìn)入受礦巷出礦，以提高鏟裝效率，具體涉及七項(xiàng)工藝步驟與條件，具有回收率與出礦效率高、作業(yè)安全性有保障、施工安全可靠、方法簡(jiǎn)單易行、靈活性強(qiáng)、易于推廣應(yīng)用等特點(diǎn)。應(yīng)用等特點(diǎn)。應(yīng)用等特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：劉龍瓊 黃敏 李闖 趙洽 王旭

受保護(hù)的技術(shù)使用者：紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.04.08

技術(shù)公布日：2022/7/29