一种矿房矿柱结合处的炮孔施工方法和结构与流程

1.本发明涉及使用阶段空场嗣后充填采矿法进行采矿的矿山的爆破回采领域，尤其是矿石价值高、矿体较破碎的冶金、有色矿山内的采场回采。本发明具体涉及一种矿房矿柱结合处的炮孔施工方法和结构。


背景技术：

2.在使用阶段空场嗣后充填采矿法进行采矿的矿山，采矿主要分两步骤，其采矿顺序为，首先回采矿柱并对矿柱进行胶结充填，再进行矿房的回采。由于矿房矿柱结合面不规整、且岩石破碎，严重影响矿房矿柱结合处矿石回采效率，矿石损失、贫化率一直居高不下。
3.为了解决这个问题，现有的技术采用的是：矿柱开采结束后采用3d扫描仪对矿柱采空区进行扫描，确定矿柱矿房结合面的形状；待矿柱胶结充填完成后，根据结合面形状，在上部布置并钻凿炮孔，进行爆破回采。
4.现有技术存在以下缺点：1.矿房矿柱结合处一边是充填体、另一边是矿体原岩，钻凿炮孔偏斜率大，且孔壁破碎，极易堵孔；2.矿房矿柱结合面并不规整，炮孔布置无法避免钻凿至充填体或者错过一部分矿体。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是如何提高矿房矿柱结合处矿石回采效率。
6.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种矿房矿柱结合处的炮孔施工方法，包括以下步骤：
7.步骤1：矿柱回采；
8.步骤2：在矿柱采空区与矿房结合面上安装预制炮孔；
9.步骤3：用充填体充填矿柱采空区；
10.步骤4：向所述预制炮孔内装药，并实施爆破。
11.本发明的有益效果是：该炮孔施工方法使用了预制成型的预制炮孔，实现了对矿体边界的精准控制。使矿房矿柱结合处炮孔施工难度显著下降，施工精度明显提升，贫化率降低了30％以上，损失率降低了50％以上。
12.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
13.进一步，所述步骤2中，所述预制炮孔为倾斜设置的管状结构，其设有多个，多个所述预制炮孔相互平行且均匀分布，所述预制炮孔的倾斜角度与矿体的倾斜角度一致。
14.采用上述进一步方案的有益效果是：预制炮孔的倾斜角度与矿体的倾斜角度相同，能够减少炮孔密集系数，提升炮孔延米崩矿量和降低炸药单耗，炮孔延米崩矿量也称为延米爆破量。
15.进一步，所述步骤2中，所述预制炮孔的上端通过地锚锚杆与巷道顶板可拆卸连接，所述预制炮孔的下端与巷道底板内的充填挡墙可拆卸连接。
16.采用上述进一步方案的有益效果是：预制炮孔固定方便，地锚锚杆可回收再次使
用。
17.进一步，所述步骤4具体包括：拆除所述地锚锚杆，堵塞所述预制炮孔从而满足装药条件，向所述预制炮孔内装药，并实施爆破。
18.采用上述进一步方案的有益效果是：拆除并回收地锚锚杆，减少材料浪费。
19.进一步，所述步骤3和所述步骤4之间还包括：割除所述预制炮孔伸出矿体和充填体的部分。
20.采用上述进一步方案的有益效果是：割除所述预制炮孔的上端，可快速解除预制炮孔和地锚锚杆的连接，快速拆除并回收地锚锚杆。
21.本发明还提供一种矿房矿柱结合处的炮孔安装结构，包括预制炮孔，所述预制炮孔安装在矿柱采空区与矿房结合面，矿柱采空区充填有充填体，所述预制炮孔内填充有炸药。
22.采用上述进一步方案的有益效果是：炮孔安装结构结构简单，价格便宜、工艺简单、安装方便。实现了对矿体边界的精准控制。使矿房矿柱结合处炮孔施工难度显著下降，施工精度明显提升，贫化率降低了30％以上，损失率降低了50％以上。
23.进一步，所述预制炮孔为倾斜设置的管状结构，其设有多个，多个所述预制炮孔相互平行且均匀分布，所述预制炮孔的倾斜角度与矿体的倾斜角度一致。
24.采用上述进一步方案的有益效果是：预制炮孔平行于矿体的倾斜角度且均匀分布，减少炮孔密集系数，提升炮孔延米崩矿量和降低炸药单耗，炮孔延米崩矿量也称为延米爆破量。
25.进一步，还包括地锚锚杆，所述地锚锚杆的下端可拆卸插入巷道顶板上方的凿岩硐室底板内，所述预制炮孔的上端延伸至凿岩硐室内，所述地锚锚杆的上端与所述预制炮孔的上端可拆卸连接。
26.采用上述进一步方案的有益效果是：预制炮孔固定方便，地锚锚杆可回收再次使用。
27.进一步，所述地锚锚杆竖直设置，且所述地锚锚杆至矿柱采空区与矿房结合面的水平间距大于或等于1m，所述地锚锚杆的下端插入所述凿岩硐室底板的深度大于或等于0.6m，所述地锚锚杆的上端伸出所述凿岩硐室底板的长度大于或等于1m。
28.采用上述进一步方案的有益效果是：地锚锚杆的结构稳定，可靠性高。
29.进一步，还包括充填挡墙，所述充填挡墙竖直固定于巷道的底板内，所述预制炮孔的下端与所述充填挡墙可拆卸连接。
30.采用上述进一步方案的有益效果是：在充填矿柱采空区时，充填挡墙作为充填体的边界，用于限定充填体的范围。同时充填体用于固定预制炮孔，无需增加过多的附加结构。
附图说明
31.图1为本发明矿房矿柱结合处的炮孔安装结构的预制炮孔布置示意图；
32.图2为图1预制炮孔布置示意图的侧视图；
33.图3为图2地锚锚杆处的局部放大图；图中所示尺寸仅为其中一个较优实施例。
34.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
35.1、凿岩硐室；2、地锚锚杆；3、预制炮孔；4、矿体边界；5、充填挡墙；6、矿柱采空区；7、矿房钻凿炮孔；8、矿房；9、拉底巷道。
具体实施方式
36.以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
37.如图1-图3所示，本实施例一种矿房矿柱结合处的炮孔施工方法，包括以下步骤：
38.步骤1：矿柱回采；
39.步骤2：在矿柱采空区6与矿房8结合面上安装预制炮孔3；
40.步骤3：用充填体充填矿柱采空区6；
41.步骤4：向所述预制炮孔3内装药，并实施爆破。
42.该炮孔施工方法使用了预制成型的预制炮孔3，实现了对矿体边界的精准控制。使矿房矿柱结合处炮孔施工难度显著下降，施工精度明显提升，贫化率降低了30％以上，损失率降低了50％以上。
43.具体的，所述步骤4中，预制炮孔3的上端延伸至巷道上方的凿岩硐室1内，从预制炮孔3的上端进行装药。
44.在上述方案的基础上，所述步骤2中，所述预制炮孔3为倾斜设置的管状结构，其设有多个，多个所述预制炮孔3相互平行且均匀分布，所述预制炮孔3的倾斜角度与矿体的倾斜角度一致。
45.预制炮孔3的倾斜角度与矿体的倾斜角度相同，能够减少炮孔密集系数，提升炮孔延米崩矿量和降低炸药单耗，炮孔延米崩矿量也称为延米爆破量。
46.在上述方案的基础上，所述步骤2中，所述预制炮孔3的上端通过地锚锚杆2与巷道顶板可拆卸连接，所述预制炮孔3的下端与巷道底板内的充填挡墙5可拆卸连接。
47.预制炮孔3固定方便，地锚锚杆2可回收再次使用。
48.在上述方案的基础上，所述步骤4具体包括：拆除所述地锚锚杆2，堵塞所述预制炮孔3从而满足装药条件，向所述预制炮孔3内装药，并实施爆破。
49.拆除并回收地锚锚杆2，减少材料浪费。
50.具体的，堵塞所述预制炮孔3具体为：从预制炮孔3的上端塞入堵塞物，通过堵塞物堵塞预制炮孔3的下端，堵塞物可以为炮泥等常用的堵塞炮孔材料。在预制炮孔3的中段装药，装药后，还可通过堵塞物封堵预制炮孔3的上端，以保证爆破效果。
51.在上述方案的基础上，所述步骤3和所述步骤4之间还包括：割除所述预制炮孔3伸出矿体和充填体的部分。
52.预制炮孔3的上端伸出矿体和充填体，便于与地锚锚杆2固定。爆破前割除所述预制炮孔3的上端，可快速解除预制炮孔3和地锚锚杆2的连接，快速拆除并回收地锚锚杆2。
53.在其中一个具体的实施例中，一种矿房矿柱结合处的炮孔施工方法，其工作步骤包括：
54.矿柱回采；
55.清理巷道的顶板和底板；
56.施工上部地锚锚杆2；
57.施工充填挡墙5；
58.安装预制炮孔3并固定牢靠，具体为，预制炮孔3上端与地锚锚杆2固定，预制炮孔3下端与充填挡墙5固定；
59.矿柱采空区6胶结充填；
60.割除预制炮孔3上端和下端超出矿体及充填体的部分预制炮孔3，解除预制炮孔3的固定结构并回收相关材料，具体为拆除地锚锚杆2并回收；
61.封堵预制炮孔3以满足装药要求，对预制炮孔3进行检测堵塞后即具备装药爆破条件；
62.向预制炮孔3内装药并实施爆破。
63.具体的，如图2所示，矿房回采时，采用现有的施工方案，具体为，在矿体中施工矿房钻凿炮孔7作为正常回采时的炮孔，向矿房钻凿炮孔7内装药并实施爆破。
64.本实施例还提供一种矿房矿柱结合处的炮孔安装结构，包括预制炮孔3，所述预制炮孔3安装在矿柱采空区6与矿房8结合面，矿柱采空区6充填有充填体，所述预制炮孔3内填充有炸药。
65.炮孔安装结构结构简单，价格便宜、工艺简单、安装方便。实现了对矿体边界的精准控制。使矿房矿柱结合处炮孔施工难度显著下降，施工精度明显提升，贫化率降低了30％以上，损失率降低了50％以上。
66.其中，预制炮孔3采用柔性厚壁防静电塑料管，预制炮孔3的内径可以为任意尺寸，例如预制炮孔3的内径可以为50mm-150mm。在其中一个具体的实施例用，优选的，预制炮孔3的内径为100mm。
67.在上述方案的基础上，所述预制炮孔3为倾斜设置的管状结构，其设有多个，多个所述预制炮孔3相互平行且均匀分布，所述预制炮孔3的倾斜角度与矿体的倾斜角度一致。
68.预制炮孔3平行于矿体的倾斜角度且均匀分布，减少炮孔密集系数，提升炮孔延米崩矿量和降低炸药单耗，炮孔延米崩矿量也称为延米爆破量。
69.其中，相邻两个预制炮孔3的间距可以根据实际情况进行选择，例如，相邻两个预制炮孔3的间距可以为1m-5m。在其中一个具体的实施例中，优选的，相邻两个预制炮孔3间距为2m。
70.具体的，如图1所示，预制炮孔3从其中一侧的矿体边界4开始布置，均匀的布置到另一侧的矿体边界4。
71.在上述方案的基础上，还包括地锚锚杆2，所述地锚锚杆2的下端可拆卸插入巷道顶板上方的凿岩硐室1底板内，所述预制炮孔3的上端延伸至凿岩硐室1内，所述地锚锚杆2的上端与所述预制炮孔3的上端可拆卸连接。
72.预制炮孔3固定方便，地锚锚杆2可回收再次使用。
73.具体的，在矿山中，巷道上方的空间称之为凿岩硐室1，巷道下方的空间称之为拉底巷道9。
74.在上述方案的基础上，所述地锚锚杆2竖直设置，且所述地锚锚杆2至矿柱采空区6与矿房8结合面的水平间距大于或等于1m，所述地锚锚杆2的下端插入所述凿岩硐室1底板的深度大于或等于0.6m，所述地锚锚杆2的上端伸出所述凿岩硐室1底板的长度大于或等于1m。
75.地锚锚杆2的结构稳定，可靠性高。
76.优选的，预制炮孔3上端与地锚锚杆2采用铁丝绑扎方式固定，所述地锚锚杆2至矿柱采空区6与矿房8结合面的横向距离大于或等于1m；相邻两个地锚锚杆2间距与相邻两个预制炮孔3间距一致；地锚锚杆2上端露出凿岩硐室1底板的长度大于或等于1m。在其中一个具体的实施例中，优选的，地锚锚杆2采用螺纹钢，地锚锚杆2与预制炮孔3采用8号铁丝绑扎固定，绑扎不少于4圈。
77.在上述方案的基础上，还包括充填挡墙5，所述充填挡墙5竖直固定于巷道的底板内，所述预制炮孔3的下端与所述充填挡墙5可拆卸连接。
78.在充填矿柱采空区6时，充填挡墙5作为充填体的边界，用于限定充填体的范围。同时充填体用于固定预制炮孔3，无需增加过多的附加结构。
79.具体的，充填挡墙5包括多个水平摆放且沿竖直方向间隔设置的横梁，以及多个竖直摆放且沿水平方向间隔设置的纵梁，多个横梁和多个纵梁固定形成网格状结构。
80.其中，预制炮孔3下端与充填挡墙5最上端的横梁采用铁丝绑扎方式固定，优选的，横梁与预制炮孔4采用8号铁丝绑扎固定，绑扎不少于4圈。预制炮孔3的下端外露至充填挡墙5外的长度大于或等于0.5m，也就是说，如图2所示，预制炮孔3的下端斜向充填挡墙5延伸，并穿过充填挡墙5，且伸出充填挡墙5的长度大于或等于0.5m，以便于调节预制炮孔3的安装角度、便于与充填挡墙5绑扎固定。爆破前可将预制炮孔3伸出充填挡墙5的部分割除。
81.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
82.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
83.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
84.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
85.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。