中深孔采矿法采场顶板及两帮浮石冒落预防及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种地下矿山采场的浮石冒落预防及控制方法。
【背景技术】
[0002]目前国内金属矿山都在积极引入低成本、高效率的无底柱中深孔采矿方法。在推广应用过程中遇到的最大问题是，由于采场空顶高，两帮及上盘浮石无法检撬，难以保证采场内的作业安全，尤其是在采场清底及采场假底施工等作业时，安全隐患更大。参照国外经验，个别大型矿山引进了遥控铲运机，基本保证了出矿时操作人员的安全，但设备安全无法保证；除此之外，在施工采场假底时，需作业人员进入采场进行进行钢筋敷设及捆绑工作，需完全暴露在采空区下，安全难于保证。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是，提供一种中深孔采矿法采场顶板及两帮浮石冒落预防及控制方法，
本发明的技术方案如下:
中深孔采矿法采场顶板及两帮浮石冒落预防及控制方法，其特征在于:切割采联及切割采联内切割回风天井工程结束后，对切割采联进行片帮压顶呈梯形，压顶结束后，进行胶结砂浆充填并接顶形成梯形分条出矿坝体；沿出矿穿脉向两侧施工一条或数条出矿沿脉至梯形分条出矿坝体并与割回风天井贯通；施工凿岩切巷，并进行梯形分条的回采准备和回采作业；梯形分条回采结束后进行充填，然后进行倾斜分条的连续回采；经过采、切工程施工后，采空区沿走向剖面为平行四边形，宽为梯形分条厚度，高为梯形分条高度，采空区垂直走向剖面为平行四边形，宽为矿体厚度，高为梯形分条高度；此时设置防护气囊；所述防护气囊与倾斜分条上下盘充分接触，防护气囊长度接近矿体宽度，防护气囊高度与宽度尺寸相同；所述的防护气囊形状为上部稍宽的长方体，分里外两层，外层为胶囊防护层，内层为蓄气内胆，胶囊防护层和蓄气内胆形状一致，蓄气内胆表面积略大于胶囊防护层；在防护气囊的上端安装带有压风阀门的压风充气管，压风充气管的内端与蓄气内胆相通；防护气囊的四个顶角处分别安装有的吊挂绳钩，所述吊挂绳钩悬挂于分条顶板锚杆的锚杆盘上，防护气囊的下端四个底角处分别安装有用于调整气囊位置的调节拉绳；将压风充气管外端与压气管路接通，打开压风充气管上的压风阀门，利用采场凿岩压风向防护气囊内压气；气囊充满压气，对铲运清理作业区形成有效防护后，进行包括铲运出矿和假底钢筋捆绑在内的采场清理作业。
[0004]防护气囊的下端安装有带排水阀的排水管；向防护气囊内充气初期打开排水管上的排水阀，水基本排净后关闭该排水阀。
[0005]在进行采场清理作业时，压风阀门处于常开状态。
[0006]在蓄气内胆内部沿长度方向安装柔性限长拉绳，用以为保证防护气囊形状为近似长方体。
[0007]本发明的积极效果在于:
第一、采场顶板浮石脱落后落在防护气囊上而不会掉入铲运清理作业区，同时防护气囊两侧接触挤压在倾斜分条上下盘壁上，避免了上盘及两帮浮石的脱落，保证了铲运出矿和假底钢筋捆绑等采场清理作业的安全。
[0008]第二、采用本发明的方法不需要借助价格昂贵的遥控铲运机出矿，因此大幅度降低了矿石投入和采矿作业成本。
[0009]第三、本发明的防护气囊安装工艺简单，利用采场凿岩压风充气后即可起到防护作用，并且只需消耗部分凿岩压风，防护费用极低。防护气囊能够回收重复使用。
[0010]【附图说明】:
图1是本发明的安装结构和使用方法示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和实施例进一步说明本发明。
[0012]一、采、切工程:
如图1，在进行整条(或某段)矿脉采准工程布置时，采场垂直矿体走向布置。
[0013]在采场两翼垂直矿体走向布置切割采联(进入矿体段称为切割穿脉)并施工切割回风天井12至上部回风平巷。
[0014]在采场中央垂直矿体走向布置出矿采联(进入矿体段称为出矿穿脉)，沿出矿穿脉向两侧施工出矿沿脉并与两翼切割回风天井12贯通。
[0015]采场回采顺序为自两翼向中央出矿，采联后退式回采。
[0016]切割采联及切割采联内切割回风天井12工程结束后，对切割采联进行片帮压顶呈梯形，压顶结束后，进行高配比胶结砂浆充填并接顶形成梯形分条出矿坝体11。
[0017]沿出矿穿脉向两侧施工一条或数条出矿沿脉至梯形分条出矿坝体11并与割回风天井12贯通。
[0018]在梯形分条13出矿坝体11两侧分别施工凿岩切巷，并进行梯形分条13的回采准备和回采作业。梯形分条13的回采作业顺序为:凿岩切巷施工、集中凿岩、分次爆破出矿及顶板支护、采场清理等，最后进行采场封闭充填。
[0019]其中，中央分条回采时，巷道断面为梯形，巷道及切割回风天井施工结束后，进行接顶充填，上部矿体回采时矿石沿梯形充填体两面滑落，实现了定点、安全出矿。梯形充填体即为出矿坝体11或称为出矿挡墙。
[0020]梯形分条13回采结束后进行充填，然后进行倾斜分条14的连续回采(分条倾角、宽度依据矿岩情况、充填体强度、充填成本、二次贫化率要求等因素确定)。
[0021]二、经过采、切工程施工后，采空区沿走向剖面为平行四边形，宽为分条厚度(一般设计为5m)，高为分条高度(一般设计为15m)，采空区垂直走向剖面为平行四边形，宽为矿体厚度(一般设计为> 10m)，高为分条高度(一般设计为15m)。
[0022]此时，采空区顶板(已进行锚杆支护)、矿体上盘及分条回采岩面(未支护)均有已松动的矿石块，存在冒落隐患，因此，在进行包括铲运出矿和假底钢筋捆绑在内的采场清理作业之前需采取以下防冒落措施。
[0023]三、设置防护气囊，所述防护气囊与倾斜分条14上下盘充分接触(即气囊宽度^ 5m),
防护气囊长度接近矿体宽度(需保留回风通道)，防护气囊高度与宽度尺寸相同，为便于安装和回收，防护气囊可分成多个。
[0024]所述的防护气囊形状为上部稍宽的长方体，分里外两层，外层为高强度纤维材料制成的
胶囊防护层5，内层为高分子乙烯材料制成的蓄气内胆7，胶囊防护层5和蓄气内胆7形状一致，蓄气内胆7表面积略大于胶囊防护层5，同时蓄气内胆7能够便与取出，能够更换与维护。为保证防护气囊形状为近似长方体，在蓄气内胆7内部沿长度方向安装柔性限长拉绳。
[0025]在防护气囊的上端安装带有压风阀门的压风充气管3，压风充气管3的内端与蓄气内胆7相通，外端用于连接压气管路。防护气囊的四个顶角处分别安装有的吊挂绳钩2，所述吊挂绳钩2悬挂于分条顶板锚杆I的锚杆盘上(在进行分条顶板锚杆I支护时提前安装吊挂绳钩2)。防护气囊的下端安装有带排水阀的排水管8，防护气囊的下端四个底角处分别安装有调节拉绳9。
[0026]防护气囊为承压器具，承压强度彡lmpa，允许小量气体泄漏。
[0027]根据安装高度要求，调节吊挂绳钩2的吊绳长度。通过拉动调节拉绳9调整气囊位置。
[0028]压风充气管3外端与压气管路接通，打开压风充气管3上的压风阀门，利用采场凿岩压风向防护气囊内压气。气囊充满压气，对铲运清理作业区10形成有效防护后，即可进行采场铲运清理等作业。
[0029]向防护气囊内压气过程中，存留在采场凿岩压风系统中的水会进入气囊，因此在充气初期打开排水管8上的排水阀，水基本排净后关闭排水阀。
[0030]在进行采场清理作业时，为避免气囊压力下降导致的安全隐患，压风阀门处于常开状态。
[0031]采场清理作业完成后，关闭压风充气管3上的压风阀门，打开排水管8上的排水阀排水，撤下管路，摘下吊挂绳钩2，将防护气囊收起，就近保存，循环利用。
[0032]采场顶板浮石4脱落后落在防护气囊上而不会掉入铲运清理作业区10，同时防护气囊两侧顶在倾斜分条上下盘壁上，避免了上盘及两帮浮石6的脱落，保证了采场内采场清理作业作业的安全。
【主权项】
1.中深孔采矿法采场顶板及两帮浮石冒落预防及控制方法，其特征在于:切割采联及切割采联内切割回风天井(12)工程结束后，对切割采联进行片帮压顶呈梯形，压顶结束后，进行胶结砂浆充填并接顶形成梯形分条出矿坝体(11);沿出矿穿脉向两侧施工一条或数条出矿沿脉至梯形分条出矿坝体(11)并与割回风天井(12)贯通；施工凿岩切巷，并进行梯形分条(13)的回采准备和回采作业；梯形分条(13)回采结束后进行充填，然后进行倾斜分条(14)的连续回采；经过采、切工程施工后，采空区沿走向剖面为平行四边形，宽为梯形分条(13)厚度，高为梯形分条(13)高度，采空区垂直走向剖面为平行四边形，宽为矿体厚度，高为梯形分条(13)高度；此时设置防护气囊；所述防护气囊与倾斜分条(14)上下盘充分接触，防护气囊长度接近矿体宽度，防护气囊高度与宽度尺寸相同；所述的防护气囊形状为上部稍宽的长方体，分里外两层，外层为胶囊防护层(5)，内层为蓄气内胆(7)，胶囊防护层(5)和蓄气内胆(7)形状一致，蓄气内胆(7)表面积略大于胶囊防护层(5);在防护气囊的上端安装带有压风阀门的压风充气管(3)，压风充气管(3)的内端与蓄气内胆(7)相通；防护气囊的四个顶角处分别安装有的吊挂绳钩(2)，所述吊挂绳钩(2)悬挂于分条顶板锚杆(I)的锚杆盘上，防护气囊的下端四个底角处分别安装有用于调整气囊位置的调节拉绳(9);将压风充气管(3)外端与压气管路接通，打开压风充气管(3)上的压风阀门，利用采场凿岩压风向防护气囊内压气；气囊充满压气，对铲运清理作业区(10)形成有效防护后，进行包括铲运出矿和假底钢筋捆绑在内的采场清理作业。2.根据权利要求1所述的中深孔采矿法采场顶板及两帮浮石冒落预防及控制方法，其特征在于:防护气囊的下端安装有带排水阀的排水管(8);向防护气囊内充气初期打开排水管(8 )上的排水阀，水基本排净后关闭该排水阀。3.根据权利要求1或2所述中深孔采矿法采场顶板及两帮浮石冒落预防及控制方法，其特征在于:在进行采场清理作业时，压风阀门处于常开状态。4.根据权利要求1或2所述中深孔采矿法采场顶板及两帮浮石冒落预防及控制方法，其特征在于:在蓄气内胆(7)内部沿长度方向安装柔性限长拉绳，用以为保证防护气囊形状为近似长方体。
【专利摘要】本发明涉及一种中深孔采矿法采场顶板及两帮浮石冒落预防及控制方法。在分条的中部偏上位置安置防护气囊，通过采场压风管路向防护气囊内注入高压风，使气囊壁对岩体产生挤压，预防两帮松动矿块脱落，同时能够预防顶板脱落矿块直接落入分条底部清理作业区，从而保证了分条内作业安全。
【IPC分类】E21F15/00, E21D19/06, E21C41/22
【公开号】CN104963688
【申请号】CN201510302693
【发明人】马云庆, 王瑞星, 王辉, 何顺斌, 李威, 杜飞
【申请人】山东黄金矿业(莱州)有限公司三山岛金矿
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月6日