专利名称：非爆破开挖再造人工群柱深孔崩矿嗣后充填采矿法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种非爆破开挖再造人工群柱深孔崩矿嗣后充填开采方法，尤其是适用于地下金属矿松软破碎矿体的开采。
背景技术：
松软破碎金属矿床一直被视为一种复杂难采矿体，由于矿体的节理裂隙发育，矿岩整体稳定性较差，可允许暴露面积小，因此多采用下向式进路充填采矿法进行此类矿体的回采。而在传统的下向式进路充填采矿法中，其人工条柱构筑的方法仍旧是采用下向进路胶结充填法构筑，此构筑法的作业循环包括凿岩爆破、出矿、充填和护顶等，完成一个循环后，再转入另一分层的回采，因此存在着工艺复杂、安全条件差、作业效率低、采充循环周期长、劳动强度大、矿块生产能力低及采矿成本高等缺点。因此，传统的人工条柱构筑方式制约着下向式进路采矿法的回采效率，也影响到整个盘区的生产能力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在松软破碎矿体开采中，构筑的效率高、 工艺简单、成本较低且采场和群柱的稳定性高，作业效率高，矿块生产能力大的非爆破开挖再造人工群柱深孔崩矿嗣后充填采矿法。为了解决上述技术问题，本发明提供的非爆破开挖再造人工群柱深孔崩矿嗣后充填采矿法，用反井钻机钻进技术在条柱矿体范围内按一定的排列布置方式开挖一定数量的柱井，待柱井开挖完后，在其内放入钢筋笼，钢筋笼可以分段放入，然后采用混凝土进行充填，以此来形成人工群柱，群柱的力学性质满足采场稳定性的要求，替代人工条柱，在回采矿段的周围形成一个相对稳固的受限空间。应用大直径深孔崩矿方式回采矿房，铲运机出矿，出矿完毕后一次性充填采空区。在需要构筑人工条柱区域的上部水平和下部水平分别开挖钻机硐室、更换扩孔刀头的硐室，在钻机工作硐室内，向下钻进导孔，导孔直径为0. 25m，导孔穿凿至更换扩孔刀头的硐室后，拆除导孔钻头，更换成扩孔钻头，并由下向上扩孔，完成柱井的开挖，柱井的直径为 2. Om0各个柱井按照1-2-1交互的排列布置方式开挖，柱井的直径为2.0m，柱井间距为1.0m;每开挖一个柱井后，在柱井内分段放置钢筋笼，钢筋笼每段的长度为2m，直径为 1. 6m，并对柱井进行混凝土充填；然后进行下一个柱井的开挖和充填，完成整个人工群柱的施工。在回采矿段的周围，利用人工构筑的柱群形成一个相对稳固的受限空间，在凿岩硐室中钻凿大抵抗线的下向大直径深孔，采用深孔崩矿方式进行回采；大量崩落的矿石通过放矿口由铲运机运出，实现强化出矿；出矿结束后，通过人工顶柱中的充填井下放充填料，充填采空区。本发明的有益效果是，采用非爆破技术开挖柱井，并充填柱井形成人工群柱，利用群柱替代人工条柱，构筑的效率高、工艺简单、成本较低且采场和群柱的稳定性高，作业效率高，矿块生产能力大，解决了人工条柱构筑效率低下而影响盘区生产能力的难题。
图1是非爆破开挖再造人工群柱深孔崩矿嗣后充填采矿方法的主视图。图2是非爆破开挖再造人工群柱深孔崩矿嗣后充填采矿方法的左视图。图中1.中段水平运输巷道，2.采矿充填进路，3.大直径深孔，4.注浆孔，5.通风联络道，6.充填联络道，7.充填进路，8.预留充填井，9.回采顶板时出矿巷道，10.人工顶柱，11.拉槽凿岩硐室，12.矿体边界线，13.切割天井，14.拉底底线，15.装矿进路，16.出矿巷道，17.拉底凿岩平巷，18.充填措施井，19.柱井，20.溜井；图3是沿图1中III-III向的剖视图。图4是沿图1中IV-IV向剖视图。图中，20.溜井，13.切割天井，18.充填措施井，11.拉槽凿岩硐室，8.预留充填井， 21.人工柱群，22.短联络巷，23.凿岩硐室，24.矿体，25.斜井，26.充填通风联络道，27.电耙硐室，28.回采进路，29.下盘出矿巷道；图5是沿图1中V-V向剖视图。图6是沿图1中VI-VI向剖视图。图中，27.电耙硐室，20.溜井，30.电耙道，13.切割天井，31.充填回风井，17.拉底凿岩平巷，18.充填措施井，19.柱井，32.通风井，15.装矿进路；图7是群柱1-2-1交互排列布置示意图。图中，19.柱井，33.人工条柱区域矿体图8是群柱和人工顶板构筑的受限空间示意图。图中，34.群柱，10.人工顶板
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。参见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8，该方案的具体实施是(1)在需要构筑人工条柱区域的上部水平开挖钻机硐室，钻机硐室净断面需满足柱井的倾角、方位角和设备搬运方便等要求；同时在人工条柱的下部水平开挖更换扩孔刀头的硐室。(2)在钻机硐室内，向下钻进导孔，导孔穿凿至最下部的更换扩孔刀头的硐室后， 在更换扩孔刀头的硐室内拆除导孔钻头，更换成扩孔钻头，并由下向上扩孔，导孔的直径为 0. 25m，柱井的直径为2. 0m。(3)柱井按照1-2-1交互的排列布置方式开挖，完成一定数量的柱井；每开挖一个柱井后，在柱井内放置钢筋笼，可通过分段下放，钢筋笼每段的长度为2. Om,直径为1. 6m, 并对柱井进行混凝土充填，然后进行下一个柱井的开挖和充填，完成整个人工群柱的施工， 从而在回采矿段的周围形成一个相对稳固的受限空间。(4)在凿岩硐室中钻凿大抵抗线的下向大直径深孔，采用深孔崩矿方式进行回采。 (5)大量崩落的矿石通过放矿口由铲运机运出，实现强化出矿；出矿结束后，通过人工顶柱中的充填井下放 充填料，充填采空区。
权利要求
1.一种非爆破开挖再造人工群柱深孔崩矿嗣后充填采矿法，其特征是利用反井钻机钻井技术在条柱矿体范围内按一定的组合排列方式开挖一定数量的柱井，待柱井开挖完后，在其内放入钢筋笼，然后采用混凝土进行充填，以此来形成人工群柱，群柱的力学性质满足采场稳定性的要求，用以替代人工条柱，在回采矿段的周围形成一个相对稳固的受限空间；应用大直径深孔崩矿方式回采矿房，铲运机出矿，出矿完毕后一次性充填采空区。
2.根据权利要求1所述的非爆破开挖再造人工群柱深孔崩矿嗣后充填采矿法，其特征是在需要构筑人工条柱区域的上部水平和下部水平分别开挖钻机硐室、更换扩孔刀头的硐室，在钻机工作硐室内，向下钻进导孔，导孔直径为0. 25m，导孔穿凿至更换扩孔刀头的硐室后，拆除导孔钻头，更换成扩孔钻头，并由下向上扩孔，完成柱井的开挖，柱井的直径为 2. Om0
3.根据权利要求1或2所述的非爆破开挖再造人工群柱深孔崩矿嗣后充填采矿法， 其特征是各个柱井按照1-2-1交互的排列布置方式开挖，柱井的直径为2. 0m，柱井间距为1.0m;每开挖一个柱井后，在柱井内分段放置钢筋笼，钢筋笼每段的长度为2m，直径为 1. 6m，并对柱井进行混凝土充填；然后进行下一个柱井的开挖和充填，完成整个人工群柱的施工。
4.根据权利要求1所述的非爆破开挖再造人工群柱深孔崩矿嗣后充填采矿法，其特征是在回采矿段的周围，利用人工构筑的柱群形成一个相对稳固的受限空间，在凿岩硐室中钻凿大抵抗线的下向大直径深孔，采用深孔崩矿方式进行回采；大量崩落的矿石通过放矿口由铲运机运出，实现强化出矿；出矿结束后，通过人工顶柱中的充填井下放充填料，充填采空区。
全文摘要
本发明公开了一种非爆破开挖再造人工群柱深孔崩矿嗣后充填采矿法，利用反井钻机钻井技术在条柱矿体范围内按一定的排列布置方式开挖一定数量的柱井；待柱井开挖完后，在其内放入钢筋笼，然后采用混凝土进行充填，形成人工群柱，群柱的力学性质满足采场稳定性的要求，用以替代人工条柱，在回采矿段的周围形成一个相对稳固的受限空间；应用大直径深孔崩矿方式回采矿房，铲运机出矿，出矿完毕后一次性充填采空区。本发明适用于地下金属矿松软破碎矿体的开采，采用非爆破技术开挖柱井，并充填柱井形成人工群柱替代人工条柱，具有施工工艺简单、构筑效率高、生产成本低、采矿效率高，矿块和盘区生产能力大等特点。
文档编号E21C41/16GK102226396SQ20111013080
公开日2011年10月26日 申请日期2011年5月19日 优先权日2011年5月19日
发明者刘朝晖, 刘泽洲, 周科平, 李杰林, 肖雄, 董国庆, 邓红卫 申请人:中南大学