專利名稱：一種帶鋼混結構人工假頂?shù)钠降捉Y構有底柱分段崩落法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于地下采礦方法技術領域，尤其涉及一種帶鋼混結構人工假頂?shù)钠降捉Y構有底
柱分段崩落法。
背景技術：
有底柱分段崩落采礦法是高強度采礦方法之一，在國內(nèi)外得到了廣泛的應用，該法具有多種回采方案，可以用于開采各種不同條件的礦體，使用靈活和適應范圍廣，已成為有色礦山占有相當?shù)匚坏牟傻V方法。有底柱分段崩落采礦法是將礦體劃分為階段，階段再劃分為若干分段，開采厚度較大的礦體，必須布置多進路回采，上下分段回采進路在空間上呈菱形交錯布置，由上向下逐個分段在覆蓋巖層下從回采進路一端開始先切割，再連續(xù)回采，直到回采到另一端邊界為止。其主要特點是回采進路由落礦用的鑿巖巷道和設有放礦、 受礦及運搬礦石的底部結構組成，出礦多采用簡單耐用的電耙，電耙出礦底部結構有漏斗式、塹溝式和平底式三種，底部結構中布置有受礦巷道和電耙巷道，在鑿巖巷道和受礦巷道采用預先集中鑿巖方式布置扇形中深孔，鑿巖巷道和受礦巷道扇形中深孔同時爆破，同時完成底部結構的形成和崩落礦石，崩落礦石在覆蓋巖石的直接接觸下，借助礦石的自重，經(jīng)底部結構放出，剛開始放出的是純礦石，很快地頂部廢石降落，形成廢石漏斗，廢石提前混入并放出。放礦時放出礦石在原來崩落礦體里的形狀(稱作放出體的形狀)，國內(nèi)外公認橢球體理論，認為放出體形狀為一橢球體，且在放礦過程中放出橢球體不斷擴大，端部放礦時放出體的形狀為半個前傾的偏橢球體。目前國內(nèi)外廣泛采用截止品位放礦，當放出礦石品位低于截止品位，即停止放礦，未放出的礦石損失在地下。礦石的損失率和貧化率高是其最大的缺陷，一般貧化率為20-25%，高的達42. 9%，回采率一般為60-75%。有底柱分段崩落法礦石損失貧化大一直是困擾采礦界的一大難題，為了減少貧化，國內(nèi)外大多在采場結構、放礦管理方面進行了研究。放礦過程中形成的廢石漏斗是造成礦石損失率和貧化率最直接的原因，然而國內(nèi)外對廢石漏斗的控制缺乏研究。如果能控制廢石漏斗的形成，將從根本上解決有底柱分段崩落法的礦石損失貧化問題，極大地提高礦石回采率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對以上存在的問題，提出一種有效的阻止廢石漏斗的形成、降低礦石貧化與損失、提高礦石回采率的帶鋼混結構人工假頂?shù)钠降捉Y構有底柱分段崩落法。本發(fā)明的目的是通過下述技術方案來實現(xiàn)的。本發(fā)明的帶鋼混結構人工假頂?shù)钠降捉Y構有底柱分段崩落法，包括在覆蓋巖層下進行分段回采，上下分段回采進路在空間上呈菱形交錯布置，回采進路布置有鑿巖巷道和底部結構，采用電耙出礦，電耙出礦底部結構由受礦巷道和電耙巷道組成，從回采進路一端開始進行回退式回采，在鑿巖巷道和受礦巷道內(nèi)采用預先集中鑿巖的方法布置受礦巷道上向扇形中深孔和鑿巖巷道上向扇形中深孔，在鑿巖巷道和受礦巷道同時爆破一個崩礦步距，同時完成底部結構的形成和崩落上面的礦石，其特征在于所述的電耙出礦底部結構采用平底式電耙底部結構，在正下方有回采進路的所有進路中的受礦巷道爆破形成底部結構前，隨回采工作面的回采，在受礦巷道的廢石漏斗控制點連續(xù)地鋪設與受礦巷道同寬的鋼混結構人工假頂，作為其正下方受礦巷道出礦的人工假頂，所有正上方有人工假頂?shù)倪M路都在鋼混結構人工假頂遮掩下進行出礦。所述的預先集中鑿巖，對于需要鋪設鋼混結構人工假頂?shù)氖艿V巷道，其下分段扇形炮孔鑿巖時，應使孔底與該受礦巷道底距離0.1-0. ail。所述廢石漏斗控制點為放礦口正上方覆蓋巖石與崩落礦石分界處，并與放礦口同寬的區(qū)域，在有底柱分段崩落法中廢石漏斗控制點為放礦口正上方受礦巷道的整個底部。所述鋼混結構人工假頂，由底層的型鋼支托網(wǎng)和上層的菱形鋼筋網(wǎng)和混凝土澆灌層組成，兩層鋼網(wǎng)焊接在一起，并用混凝土澆灌成鋼混結構整體，所述的鋼混結構人工假頂?shù)膶挾扰c受礦巷道寬度相同。所述的底層型鋼支托網(wǎng)由5-6根型鋼焊接而成，并設有加強筋。所述的上層菱形鋼筋網(wǎng)由鋼筋焊接而成，其菱形鋼筋網(wǎng)的寬度和長度與底層型鋼支托的寬度和長度相匹配。
所述的混凝土澆灌層的澆灌厚度為0. 3 0. 5m。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的具有如下優(yōu)點
由于本發(fā)明在受礦巷道從回采工作面末端底部開始連續(xù)鋪設鋼混結構人工假頂，所有正上方有人工假頂?shù)倪M路都在鋼混結構人工假頂遮掩下進行出礦。人工假頂可以將崩落礦石與其上部中心區(qū)域的覆蓋巖石隔離開，放礦時有效地阻止廢石漏斗的形成，從而減少礦石貧化，放出體形態(tài)將放大，也大大地提高礦石回采率，有效地解決了損失貧化問題。


圖1為各分段平底式底部結構受礦巷道中鋪設假頂立體示意圖。圖2為平底式底部結構受礦巷道中鋪設鋼混結構人工假頂?shù)姆糯髨D。圖3為鋪有假頂?shù)氖艿V巷道下分段的扇形炮孔孔底與受礦巷道底的距離示意圖。圖4為端部放礦廢石漏斗形成及放出體形態(tài)示意圖。圖5為端部放礦廢石漏斗控制點示意圖。圖6為本發(fā)明鋼混結構人工假頂結構示意圖。圖7為本發(fā)明與傳統(tǒng)方法放礦效果的區(qū)別示意圖。
圖8為本發(fā)明圖7的A-A剖視圖。 圖中
I為第ι分段，II為第2分段，III為第3分段，IV為第4分段；
1為鑿巖巷道，2為受礦巷道，3為電耙巷道，4為人工假頂，4-1為底層型鋼支托網(wǎng)，4-2 為上層鋼筋網(wǎng)，4-3為混凝土，5為受礦巷道扇形炮孔，6為鑿巖巷道扇形炮孔，7為覆蓋層巖石，8為崩落礦石，9為廢石漏斗，10為放礦口，11為放礦過程不斷擴大的放出橢球體，12 為端部放礦廢石漏斗控制點，13為放出口上方的柱狀體，14為未崩礦體，15為傳統(tǒng)方法放礦橢球體，16為本發(fā)明放礦橢球體，δ為鋪有假頂?shù)氖艿V巷道下分段的扇形炮孔孔底與受礦巷道底的距離。
具體實施例方式下面結合附圖進一步說明本發(fā)明的具體實施方式
。如圖1、圖2所示，本發(fā)明帶鋼混結構人工假頂?shù)钠降捉Y構有底柱分段崩落法，包括在覆蓋巖層下進行分段回采，上下分段回采進路呈菱形交錯布置，回采進路布置有鑿巖巷道1和底部結構，采用電耙出礦，電耙出礦底部結構由受礦巷道2和電耙巷道3組成，從回采進路一端開始進行回退式回采，在鑿巖巷道1和受礦巷道2內(nèi)采用預先集中鑿巖方式布置受礦巷道上向扇形中深孔5和鑿巖巷道上向扇形中深孔6，在覆蓋巖層下在鑿巖巷道1 和受礦巷道2同時爆破一個崩礦步距，同時完成底部結構的形成和崩落上面的礦石，其特征在于所述的電耙出礦底部結構采用平底式電耙底部結構，在正下方有回采進路的所有進路中的受礦巷道2爆破形成底部結構前，隨回采工作面的回采，在這些受礦巷道2的廢石漏斗控制點連續(xù)地鋪設與受礦巷道2同寬的鋼混結構的人工假頂4，作為其正下方受礦巷道出礦的人工假頂4，所有正上方有人工假頂?shù)倪M路都在鋼混結構人工假頂遮掩下進行出礦。如圖3所示，為了使下分段的爆破不破壞鋼混結構人工假頂4，所述的預先集中鑿巖，對于那些需要鋪設鋼混結構人工假頂4的受礦巷道2，其下分段扇形炮孔6鑿巖時，應使孔底與該受礦巷道2底距離0. 1-0. an。如圖4、5所示，本發(fā)明所述端部放礦廢石漏斗控制點12是指放礦時可以阻止廢石漏斗形成的控制點，實驗及生產(chǎn)實踐表明1)放礦時，礦巖散體顆粒在向放礦口 10移動的過程中，放礦口 10之上的垂直柱狀體13中顆粒的運動速度遠大于與其相鄰區(qū)域內(nèi)顆粒的速度。2)每次放礦結束，廢石在放礦口 10堆積形狀為一廢石漏斗9，廢石漏斗9底寬與放礦口 10寬相等。只要將放出口正上方廢石漏斗9底控制住，即可消除放礦時廢石漏斗的形成。因此，覆蓋巖下放礦，廢石漏斗的控制點12為放礦口 10正上方覆蓋巖石7與崩落礦石 8分界處，并與放礦口 10同寬的區(qū)域，在有底柱分段崩落法中，使用平底底部結構，在電耙巷道中通過受礦巷道進行放礦，實際放礦口為受礦巷道，廢石漏斗控制點即為放礦口(本分段受礦巷道)正上方受礦巷道的整個底部。圖中11為放礦過程不斷擴大的放出橢球體。如圖6所示，本發(fā)明的鋼混結構人工假頂，由底層的型鋼支托網(wǎng)4-1和上層的菱形鋼筋網(wǎng)4-2和混凝土澆灌層4-3組成，所述的型鋼支托網(wǎng)4-1和上層的菱形鋼筋網(wǎng)4-2焊接在一起，并用混凝土澆灌成鋼混結構整體，所述的鋼混結構人工假頂?shù)膶挾扰c受礦巷道寬度相同。所述的底層型鋼支托網(wǎng)4-1由4-6根型鋼焊接而成，并設有加強筋。所述的上層菱形鋼筋網(wǎng)4-2由鋼筋焊接而成，其菱形鋼筋網(wǎng)的寬度和長度與底層型鋼支托網(wǎng)4-1的寬度和長度相匹配。所述的混凝土澆灌層4-3的澆灌厚度為0. 3 0. 5m。
如圖7、圖8所示，傳統(tǒng)放礦方法很快形成廢石漏斗9，廢石提前混入，其放出橢球體15 得不到發(fā)育，放出橢球體15長短軸都小，放出礦石量少；本發(fā)明在受礦巷道2的正上方有鋼混結構人工假頂4的遮掩，從而控制了放礦過程中廢石漏斗9的形成，其放出橢球體16長短軸都大，放出礦石量大，與傳統(tǒng)方法相比能降低貧化率約10-15%，并提高回采率10-30%。
由于本發(fā)明鋼混結構人工假頂只對其正下方受礦巷道起作用，因此本發(fā)明只適用于菱形布置的多進路回采、平底式底部結構的有底柱分段崩落法，工藝簡單，且安全可靠、 簡單易行、效益好。
權利要求
1.一種帶鋼混結構人工假頂?shù)钠降捉Y構有底柱分段崩落法，包括在覆蓋巖層下進行分段回采，上下分段回采進路在空間上呈菱形交錯布置，回采進路布置有鑿巖巷道和底部結構，采用電耙出礦，電耙出礦底部結構由受礦巷道和電耙巷道組成，從回采進路一端開始進行回退式回采，在鑿巖巷道和受礦巷道內(nèi)采用預先集中鑿巖的方法布置受礦巷道上向扇形中深孔和鑿巖巷道上向扇形中深孔，在鑿巖巷道和受礦巷道同時爆破一個崩礦步距，同時完成底部結構的形成和崩落上面的礦石，其特征在于所述的電耙出礦底部結構采用平底式電耙底部結構，在正下方有回采進路的所有進路中的受礦巷道爆破形成底部結構前，隨回采工作面的回采，在受礦巷道的廢石漏斗控制點連續(xù)地鋪設與受礦巷道同寬的鋼混結構人工假頂，作為其正下方受礦巷道出礦的人工假頂，所有正上方有人工假頂?shù)倪M路都在鋼混結構人工假頂遮掩下進行出礦。
2.根據(jù)權利要求1所述的帶鋼混結構人工假頂?shù)钠降捉Y構有底柱分段崩落法，其特征在于所述的預先集中鑿巖，對于需要鋪設鋼混結構人工假頂?shù)氖艿V巷道，其下分段扇形炮孔鑿巖時，應使孔底與該受礦巷道底距離0.1-0. ail。
3.根據(jù)權利要求1所述的帶鋼混結構人工假頂?shù)钠降捉Y構有底柱分段崩落法，其特征在于所述端部放礦廢石漏斗控制點為放礦口正上方覆蓋巖石與崩落礦石分界處，并與放礦口同寬的區(qū)域，在有底柱分段崩落法中廢石漏斗控制點為放礦口正上方受礦巷道的整個底部。
4.根據(jù)權利要求1帶鋼混結構人工假頂?shù)钠降捉Y構有底柱分段崩落法，其特征在于所述的鋼混結構人工假頂由底層的型鋼支托網(wǎng)和上層的菱形鋼筋網(wǎng)和混凝土澆灌層組成，兩層鋼網(wǎng)焊接在一起，并用混凝土澆灌成鋼混結構整體，所述的鋼混結構人工假頂?shù)膶挾扰c受礦巷道寬度相同。
5.根據(jù)權利要求4帶鋼混結構人工假頂?shù)臒o底柱分段崩落法，其特征在于所述的底層型鋼支托網(wǎng)由5-6根型鋼焊接而成，并設有加強筋。
6.根據(jù)權利要求4所述的帶鋼混結構人工假頂?shù)臒o底柱分段崩落法，其特征在于所述的上層菱形鋼筋網(wǎng)由鋼筋焊接而成，其菱形鋼筋網(wǎng)的寬度和長度與底層型鋼支托的寬度和長度相匹配。
7.根據(jù)權利要求4所述的帶鋼混結構人工假頂?shù)臒o底柱分段崩落法，其特征在于所述的混凝土澆灌層為0. 3 0.砧。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶鋼混結構人工假頂?shù)钠降捉Y構有底柱分段崩落法。包括在覆蓋巖層下進行分段回采，上下分段回采進路在空間上呈菱形交錯布置，回采進路布置有鑿巖巷道和底部結構，采用電耙出礦，其特征在于所述的電耙出礦底部結構采用平底式電耙底部結構，在正下方有回采進路的所有進路中的受礦巷道爆破形成底部結構前，隨回采工作面的回采，在受礦巷道的廢石漏斗控制點連續(xù)地鋪設與受礦巷道同寬的鋼混結構人工假頂，所有正上方有人工假頂?shù)倪M路都在鋼混結構人工假頂遮掩下進行出礦。其優(yōu)點是放礦時人工假頂可以有效地阻止廢石漏斗的形成，提高了礦石回采率，有效地解決了損失貧化問題。
文檔編號E21C41/22GK102305074SQ20111023208
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月15日 優(yōu)先權日2011年8月15日
發(fā)明者邵安林 申請人:鞍鋼集團礦業(yè)公司