一种深井卸荷采矿的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种深井高应力采矿技术，尤其涉及一种深井卸荷采矿的方法。
【背景技术】
[0002] 据不完全统计，国外开采超千米深的金属矿山有80多座，其中南非Anglogold有 限公司的西部深井金矿，采矿深度达3700m;印度Kolar金矿区，已有3座金矿采深超过 2400m;俄罗斯克里沃罗格铁矿区开拓深度到1570m，将来要达到2000~2500m;另外，加拿 大、美国、澳大利亚的一些有色金属矿山采深亦超过l〇〇〇m。国内在金属矿开采方面，红透山 铜矿目前开采已进入900~IlOOm深度，冬瓜山铜矿现已建成2条超1000 m竖井来进行深 部开采，弓长岭铁矿设计开拓水平750m，距地表达1000m，夹皮沟金矿二道沟坑口矿体延伸 至1050m，湘西金矿开拓38个中段，垂深超过850m。此外，寿王坟铜矿、凡口铅锌矿、金川镍 矿、乳山金矿等许多矿山都将进行深部开采。可以预计，在今后10~20年内，我国金属矿 山将进入1000~2000m深度开采。
[0003] 深部开采与浅部开采的明显区别在于，深部岩石所处的特殊环境，即"三高一扰 动"的复杂力学环境。"三高"主要是指高地应力、高地温、高井深。"一扰动"主要是指强烈 的开采扰动。随着开采深度的不断增加，工程灾害日趋增多，其中最重要的问题之一是高地 应力诱发的岩爆灾害。岩爆是地下工程中的一种特殊现象，具有围岩突然、猛烈地向开挖空 间弹射、抛掷、喷出的特征，它往往造成采掘空间中支护设备的破坏及采掘空间的变形，严 重时造成人员伤亡和井巷的毁坏，甚至引起地表塌陷而造成局部地震。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种安全性高的深井卸荷采矿的方法。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006] 本发明的深井卸荷采矿的方法，包括步骤：
[0007] A、针对缓倾斜~倾斜厚大矿体，布置若干分段采场，所述分段采场的方向与主应 力的方向一致；
[0008]B、开采前在临近待采采场区域的巷道内提前施工单排卸压孔，并通过卸压爆破形 成连通的切割缝，将待采采场与相邻采场空间隔离，切断应力传递路径，形成局部卸压环 境；
[0009] 所述缓倾斜~倾斜厚大矿体是指倾角为10°~55°，厚度为10~30m的矿体。
[0010] 由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的深井卸荷采矿的方 法，通过合理布置采场结构，优化回采顺序，同时在临近待采采场区域布置卸压孔，切断应 力传递路径，人为再造局部卸压条件，为深部采矿提供安全作业环境，特别适合缓倾斜~倾 斜厚大矿体，矿岩中等稳固以上非煤矿山高效开采。
【附图说明】
[0011] 图1为本发明实施例中卸压孔的剖面布置示意图。
[0012] 图2为本发明实施例中卸压孔的平面布置示意图。
[0013] 图中：
[0014] 1-凿岩巷道；2-分段采场；3-卸压孔；4-上盘三角矿体；5-矿体界线；6-下盘三 角矿体；7-出矿进路；8-人行通风井；9-溜井。
【具体实施方式】
[0015] 下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
[0016] 本发明的深井卸荷采矿的方法，其较佳的【具体实施方式】是：
[0017] 包括步骤：
[0018] A、针对缓倾斜~倾斜厚大矿体，布置若干分段采场，所述分段采场的方向与主应 力的方向一致；
[0019] B、开采前在临近待采采场区域的巷道内提前施工单排卸压孔，并通过卸压爆破形 成连通的切割缝，将待采采场与相邻采场空间隔离，切断应力传递路径，形成局部卸压环 境；
[0020] 所述缓倾斜~倾斜厚大矿体是指倾角为10°~55°，厚度为10~30m的矿体。
[0021] 所述分段采场的高宽比为2. 1 :1至L9 :1。
[0022] 待采采场开采前，在自所述待采采场数第三个采场的巷道顶部提前施工单排卸压 钻孔。
[0023] 所述卸压孔的孔径065~090mm，按照3~5倍孔径距离布置单排卸压孔，所述卸 压孔深度与临近待采采场距离的比为1:1。
[0024] 开采过程中的回采顺序为：从矿体上盘至矿体下盘连续推进，采完即充。
[0025] 本发明的深井卸荷采矿的方法，针对深部矿体开采技术条件，通过合理布置采场 结构，优化回采顺序，同时在临近待采采场区域布置卸压孔，切断应力传递路径，人为再造 局部卸压条件，为深部采矿提供安全作业环境。
[0026] 本发明采用的手段是：
[0027] (1)针对缓倾斜~倾斜厚大矿体，在保证与主应力方位一致的前提下，布置若干分 段采场，采场宽度设定为采场高度的一半左右，保证采场高宽比在2左右，以利于深部高应 力采场的稳定性；
[0028] (2)在上述前提下布置卸压孔，进一步降低深部采矿过程中岩爆的风险。卸压孔选 择在"第三个采场"的巷道顶部，孔径065~的Omm,按照3~5倍孔径距离布置单排卸压 孔，即孔距0. 5~I. 0m，其中卸压孔深度a:临近待采采场距离b~1:1。
[0029] 本发明的有益效果是：
[0030] 根据缓倾斜~倾斜厚大矿体深部高应力环境，从整体与局部两方面进行综合防治 高应力诱导的工程灾害。整体而言，分段采场划分时，尽量与主应力方位保持一致，并且保 证采场高宽比在2左右，增强深部采场稳定性的同时，降低岩爆引发的工程灾害；局部而 言，在"第三个采场"巷道顶部布置单排卸压孔，卸压孔深度与临近待采采场距离大致等同， 人为再造局域卸压安全开采环境。通过区域与局域相结合卸压，共同保障深部高应力矿体 的安全开采。
[0031] 具体实施例：
[0032] (1)本发明所述的缓倾斜~倾斜厚大矿体中分段采场2划分如图1，主要采准工程 1和7布置如图2,此个例为某一金矿开采，开采水平标高为-780m，地表标高+25m，即开采 深度约800m，高井深、高地压、高地温，属于深井开采的典型难题。矿体走向20°左右，倾向 SE，倾角40°左右，厚度3~40m不等。由地应力测试结果显示，深部地应力场是以水平构 造应力为主导的，并且最大主应力为NW-SE向，与区域构造应力方位一致，-780m水平最大 主应力达33MPa，为高应力环境。综合深部地应力与岩石物理力学数据，矿岩具有强烈的岩 爆倾向。
[0033] (2)此个例上部矿体一直采用进路式充填法与盘区式分层充填法开采，进入深部 开采以来，为扩大矿山产能，实行三角矿体保持进路式充填法开采，中间部分采用分段连续 充填法开米，分段尚度为15m。
[0034] (3)基于深部高应力环境、地质构造及矿岩条件，优化确定分段采场2宽度为7m， 并优先开采最右侧分段采场2,回采顺序为从矿体上盘至矿体下盘，依次持续推进。上三角 矿体4和下三角矿体6分别采用进路式充填法进行开采。
[0035] (4)在最右侧分段采场开采前，在"第三个采场"凿岩巷道1中提前施工单排卸压 孔3,孔径K65mm，孔距0. 5m，通过卸压爆破形成连通的切割缝，将待采采场与相邻采场空 间隔离，切断应力传递路径，形成局部卸压环境，降低岩爆风险。经实践表明，此种深井卸荷 采矿工艺符合深部矿体特殊的开采环境，能够达到安全高效开采的目的。
[0036] 以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范 围为准。
【主权项】
1. 一种深井卸荷米矿的方法，其特征在于，包括步骤： A、 针对缓倾斜~倾斜厚大矿体，布置若干分段采场，所述分段采场的方向与主应力的 方向一致； B、 开采前在临近待采采场区域的巷道内提前施工单排卸压孔，并通过卸压爆破形成连 通的切割缝，将待采采场与相邻采场空间隔离，切断应力传递路径，形成局部卸压环境； 所述缓倾斜~倾斜厚大矿体是指倾角为10°~55°，厚度为10~30m的矿体。2. 根据权利要求1所述的深井卸荷采矿的方法，其特征在于，所述分段采场的高宽比 为 2. 1 :1 至L9 :1。3. 根据权利要求2所述的深井卸荷采矿的方法，其特征在于，待采采场开采前，在自所 述待采采场数第三个采场的巷道顶部提前施工单排卸压钻孔。4. 根据权利要求3所述的深井卸荷采矿的方法，其特征在于，所述卸压孔的孔径 明5~090mm,按照3~5倍孔径距离布置单排卸压孔，即孔距0. 5~I. 0m，所述卸压孔深 度与临近待采采场距离的比为1: 1。5. 根据权利要求1至4任一项所述的深井卸荷采矿的方法，其特征在于，开采过程中的 回采顺序为：从矿体上盘至矿体下盘连续推进，采完即充。
【专利摘要】本发明公开了一种深井卸荷采矿的方法，针对缓倾斜～倾斜厚大矿体，布置若干分段采场，所述分段采场的方向与主应力的方向一致；开采前在临近待采采场区域的巷道内提前施工单排卸压孔，并通过卸压爆破形成连通的切割缝，将待采采场与相邻采场空间隔离，切断应力传递路径，形成局部卸压环境。分段采场的高宽比为2.1：1至1.9：1。卸压孔的孔径φ65~φ90mm,按照3～5倍孔径距离布置单排卸压孔，即孔距0.5～1.0m，所述卸压孔深度与临近待采采场距离的比为1:1。开采过程中的回采顺序为：从矿体上盘至矿体下盘连续推进，采完即充。通过合理布置采场结构，优化回采顺序，同时切断应力传递路径，人为再造局部卸压条件，为深部采矿提供安全作业环境。
【IPC分类】E21F15/00, E21C41/22
【公开号】CN105134217
【申请号】CN201510409068
【发明人】杨小聪, 陈何, 王湖鑫, 解联库, 万串串, 冯盼学, 吴姗, 曹辉, 于世波
【申请人】北京矿冶研究总院
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月13日