中深孔采礦法采場(chǎng)頂板及兩幫浮石冒落預(yù)防及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地下礦山采場(chǎng)的浮石冒落預(yù)防及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)金屬礦山都在積極引入低成本、高效率的無底柱中深孔采礦方法。在推廣應(yīng)用過程中遇到的最大問題是，由于采場(chǎng)空頂高，兩幫及上盤浮石無法檢撬，難以保證采場(chǎng)內(nèi)的作業(yè)安全，尤其是在采場(chǎng)清底及采場(chǎng)假底施工等作業(yè)時(shí)，安全隱患更大。參照國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，個(gè)別大型礦山引進(jìn)了遙控鏟運(yùn)機(jī)，基本保證了出礦時(shí)操作人員的安全，但設(shè)備安全無法保證；除此之外，在施工采場(chǎng)假底時(shí)，需作業(yè)人員進(jìn)入采場(chǎng)進(jìn)行進(jìn)行鋼筋敷設(shè)及捆綁工作，需完全暴露在采空區(qū)下，安全難于保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種中深孔采礦法采場(chǎng)頂板及兩幫浮石冒落預(yù)防及控制方法，
本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
中深孔采礦法采場(chǎng)頂板及兩幫浮石冒落預(yù)防及控制方法，其特征在于:切割采聯(lián)及切割采聯(lián)內(nèi)切割回風(fēng)天井工程結(jié)束后，對(duì)切割采聯(lián)進(jìn)行片幫壓頂呈梯形，壓頂結(jié)束后，進(jìn)行膠結(jié)砂漿充填并接頂形成梯形分條出礦壩體；沿出礦穿脈向兩側(cè)施工一條或數(shù)條出礦沿脈至梯形分條出礦壩體并與割回風(fēng)天井貫通；施工鑿巖切巷，并進(jìn)行梯形分條的回采準(zhǔn)備和回采作業(yè)；梯形分條回采結(jié)束后進(jìn)行充填，然后進(jìn)行傾斜分條的連續(xù)回采；經(jīng)過采、切工程施工后，采空區(qū)沿走向剖面為平行四邊形，寬為梯形分條厚度，高為梯形分條高度，采空區(qū)垂直走向剖面為平行四邊形，寬為礦體厚度，高為梯形分條高度；此時(shí)設(shè)置防護(hù)氣囊；所述防護(hù)氣囊與傾斜分條上下盤充分接觸，防護(hù)氣囊長(zhǎng)度接近礦體寬度，防護(hù)氣囊高度與寬度尺寸相同；所述的防護(hù)氣囊形狀為上部稍寬的長(zhǎng)方體，分里外兩層，外層為膠囊防護(hù)層，內(nèi)層為蓄氣內(nèi)膽，膠囊防護(hù)層和蓄氣內(nèi)膽形狀一致，蓄氣內(nèi)膽表面積略大于膠囊防護(hù)層；在防護(hù)氣囊的上端安裝帶有壓風(fēng)閥門的壓風(fēng)充氣管，壓風(fēng)充氣管的內(nèi)端與蓄氣內(nèi)膽相通；防護(hù)氣囊的四個(gè)頂角處分別安裝有的吊掛繩鉤，所述吊掛繩鉤懸掛于分條頂板錨桿的錨桿盤上，防護(hù)氣囊的下端四個(gè)底角處分別安裝有用于調(diào)整氣囊位置的調(diào)節(jié)拉繩；將壓風(fēng)充氣管外端與壓氣管路接通，打開壓風(fēng)充氣管上的壓風(fēng)閥門，利用采場(chǎng)鑿巖壓風(fēng)向防護(hù)氣囊內(nèi)壓氣；氣囊充滿壓氣，對(duì)鏟運(yùn)清理作業(yè)區(qū)形成有效防護(hù)后，進(jìn)行包括鏟運(yùn)出礦和假底鋼筋捆綁在內(nèi)的采場(chǎng)清理作業(yè)。
[0004]防護(hù)氣囊的下端安裝有帶排水閥的排水管；向防護(hù)氣囊內(nèi)充氣初期打開排水管上的排水閥，水基本排凈后關(guān)閉該排水閥。
[0005]在進(jìn)行采場(chǎng)清理作業(yè)時(shí)，壓風(fēng)閥門處于常開狀態(tài)。
[0006]在蓄氣內(nèi)膽內(nèi)部沿長(zhǎng)度方向安裝柔性限長(zhǎng)拉繩，用以為保證防護(hù)氣囊形狀為近似長(zhǎng)方體。
[0007]本發(fā)明的積極效果在于:
第一、采場(chǎng)頂板浮石脫落后落在防護(hù)氣囊上而不會(huì)掉入鏟運(yùn)清理作業(yè)區(qū)，同時(shí)防護(hù)氣囊兩側(cè)接觸擠壓在傾斜分條上下盤壁上，避免了上盤及兩幫浮石的脫落，保證了鏟運(yùn)出礦和假底鋼筋捆綁等采場(chǎng)清理作業(yè)的安全。
[0008]第二、采用本發(fā)明的方法不需要借助價(jià)格昂貴的遙控鏟運(yùn)機(jī)出礦，因此大幅度降低了礦石投入和采礦作業(yè)成本。
[0009]第三、本發(fā)明的防護(hù)氣囊安裝工藝簡(jiǎn)單，利用采場(chǎng)鑿巖壓風(fēng)充氣后即可起到防護(hù)作用，并且只需消耗部分鑿巖壓風(fēng)，防護(hù)費(fèi)用極低。防護(hù)氣囊能夠回收重復(fù)使用。
[0010]【附圖說明】:
圖1是本發(fā)明的安裝結(jié)構(gòu)和使用方法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0012]一、采、切工程:
如圖1，在進(jìn)行整條(或某段)礦脈采準(zhǔn)工程布置時(shí)，采場(chǎng)垂直礦體走向布置。
[0013]在采場(chǎng)兩翼垂直礦體走向布置切割采聯(lián)(進(jìn)入礦體段稱為切割穿脈)并施工切割回風(fēng)天井12至上部回風(fēng)平巷。
[0014]在采場(chǎng)中央垂直礦體走向布置出礦采聯(lián)(進(jìn)入礦體段稱為出礦穿脈)，沿出礦穿脈向兩側(cè)施工出礦沿脈并與兩翼切割回風(fēng)天井12貫通。
[0015]采場(chǎng)回采順序?yàn)樽詢梢硐蛑醒氤龅V，采聯(lián)后退式回采。
[0016]切割采聯(lián)及切割采聯(lián)內(nèi)切割回風(fēng)天井12工程結(jié)束后，對(duì)切割采聯(lián)進(jìn)行片幫壓頂呈梯形，壓頂結(jié)束后，進(jìn)行高配比膠結(jié)砂漿充填并接頂形成梯形分條出礦壩體11。
[0017]沿出礦穿脈向兩側(cè)施工一條或數(shù)條出礦沿脈至梯形分條出礦壩體11并與割回風(fēng)天井12貫通。
[0018]在梯形分條13出礦壩體11兩側(cè)分別施工鑿巖切巷，并進(jìn)行梯形分條13的回采準(zhǔn)備和回采作業(yè)。梯形分條13的回采作業(yè)順序?yàn)?鑿巖切巷施工、集中鑿巖、分次爆破出礦及頂板支護(hù)、采場(chǎng)清理等，最后進(jìn)行采場(chǎng)封閉充填。
[0019]其中，中央分條回采時(shí)，巷道斷面為梯形，巷道及切割回風(fēng)天井施工結(jié)束后，進(jìn)行接頂充填，上部礦體回采時(shí)礦石沿梯形充填體兩面滑落，實(shí)現(xiàn)了定點(diǎn)、安全出礦。梯形充填體即為出礦壩體11或稱為出礦擋墻。
[0020]梯形分條13回采結(jié)束后進(jìn)行充填，然后進(jìn)行傾斜分條14的連續(xù)回采(分條傾角、寬度依據(jù)礦巖情況、充填體強(qiáng)度、充填成本、二次貧化率要求等因素確定)。
[0021]二、經(jīng)過采、切工程施工后，采空區(qū)沿走向剖面為平行四邊形，寬為分條厚度(一般設(shè)計(jì)為5m)，高為分條高度(一般設(shè)計(jì)為15m)，采空區(qū)垂直走向剖面為平行四邊形，寬為礦體厚度(一般設(shè)計(jì)為> 10m)，高為分條高度(一般設(shè)計(jì)為15m)。
[0022]此時(shí)，采空區(qū)頂板(已進(jìn)行錨桿支護(hù))、礦體上盤及分條回采巖面(未支護(hù))均有已松動(dòng)的礦石塊，存在冒落隱患，因此，在進(jìn)行包括鏟運(yùn)出礦和假底鋼筋捆綁在內(nèi)的采場(chǎng)清理作業(yè)之前需采取以下防冒落措施。
[0023]三、設(shè)置防護(hù)氣囊，所述防護(hù)氣囊與傾斜分條14上下盤充分接觸(即氣囊寬度^ 5m),
防護(hù)氣囊長(zhǎng)度接近礦體寬度(需保留回風(fēng)通道)，防護(hù)氣囊高度與寬度尺寸相同，為便于安裝和回收，防護(hù)氣囊可分成多個(gè)。
[0024]所述的防護(hù)氣囊形狀為上部稍寬的長(zhǎng)方體，分里外兩層，外層為高強(qiáng)度纖維材料制成的
膠囊防護(hù)層5，內(nèi)層為高分子乙烯材料制成的蓄氣內(nèi)膽7，膠囊防護(hù)層5和蓄氣內(nèi)膽7形狀一致，蓄氣內(nèi)膽7表面積略大于膠囊防護(hù)層5，同時(shí)蓄氣內(nèi)膽7能夠便與取出，能夠更換與維護(hù)。為保證防護(hù)氣囊形狀為近似長(zhǎng)方體，在蓄氣內(nèi)膽7內(nèi)部沿長(zhǎng)度方向安裝柔性限長(zhǎng)拉繩。
[0025]在防護(hù)氣囊的上端安裝帶有壓風(fēng)閥門的壓風(fēng)充氣管3，壓風(fēng)充氣管3的內(nèi)端與蓄氣內(nèi)膽7相通，外端用于連接壓氣管路。防護(hù)氣囊的四個(gè)頂角處分別安裝有的吊掛繩鉤2，所述吊掛繩鉤2懸掛于分條頂板錨桿I的錨桿盤上(在進(jìn)行分條頂板錨桿I支護(hù)時(shí)提前安裝吊掛繩鉤2)。防護(hù)氣囊的下端安裝有帶排水閥的排水管8，防護(hù)氣囊的下端四個(gè)底角處分別安裝有調(diào)節(jié)拉繩9。
[0026]防護(hù)氣囊為承壓器具，承壓強(qiáng)度彡lmpa，允許小量氣體泄漏。
[0027]根據(jù)安裝高度要求，調(diào)節(jié)吊掛繩鉤2的吊繩長(zhǎng)度。通過拉動(dòng)調(diào)節(jié)拉繩9調(diào)整氣囊位置。
[0028]壓風(fēng)充氣管3外端與壓氣管路接通，打開壓風(fēng)充氣管3上的壓風(fēng)閥門，利用采場(chǎng)鑿巖壓風(fēng)向防護(hù)氣囊內(nèi)壓氣。氣囊充滿壓氣，對(duì)鏟運(yùn)清理作業(yè)區(qū)10形成有效防護(hù)后，即可進(jìn)行采場(chǎng)鏟運(yùn)清理等作業(yè)。
[0029]向防護(hù)氣囊內(nèi)壓氣過程中，存留在采場(chǎng)鑿巖壓風(fēng)系統(tǒng)中的水會(huì)進(jìn)入氣囊，因此在充氣初期打開排水管8上的排水閥，水基本排凈后關(guān)閉排水閥。
[0030]在進(jìn)行采場(chǎng)清理作業(yè)時(shí)，為避免氣囊壓力下降導(dǎo)致的安全隱患，壓風(fēng)閥門處于常開狀態(tài)。
[0031]采場(chǎng)清理作業(yè)完成后，關(guān)閉壓風(fēng)充氣管3上的壓風(fēng)閥門，打開排水管8上的排水閥排水，撤下管路，摘下吊掛繩鉤2，將防護(hù)氣囊收起，就近保存，循環(huán)利用。
[0032]采場(chǎng)頂板浮石4脫落后落在防護(hù)氣囊上而不會(huì)掉入鏟運(yùn)清理作業(yè)區(qū)10，同時(shí)防護(hù)氣囊兩側(cè)頂在傾斜分條上下盤壁上，避免了上盤及兩幫浮石6的脫落，保證了采場(chǎng)內(nèi)采場(chǎng)清理作業(yè)作業(yè)的安全。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.中深孔采礦法采場(chǎng)頂板及兩幫浮石冒落預(yù)防及控制方法，其特征在于:切割采聯(lián)及切割采聯(lián)內(nèi)切割回風(fēng)天井(12)工程結(jié)束后，對(duì)切割采聯(lián)進(jìn)行片幫壓頂呈梯形，壓頂結(jié)束后，進(jìn)行膠結(jié)砂漿充填并接頂形成梯形分條出礦壩體(11);沿出礦穿脈向兩側(cè)施工一條或數(shù)條出礦沿脈至梯形分條出礦壩體(11)并與割回風(fēng)天井(12)貫通；施工鑿巖切巷，并進(jìn)行梯形分條(13)的回采準(zhǔn)備和回采作業(yè)；梯形分條(13)回采結(jié)束后進(jìn)行充填，然后進(jìn)行傾斜分條(14)的連續(xù)回采；經(jīng)過采、切工程施工后，采空區(qū)沿走向剖面為平行四邊形，寬為梯形分條(13)厚度，高為梯形分條(13)高度，采空區(qū)垂直走向剖面為平行四邊形，寬為礦體厚度，高為梯形分條(13)高度；此時(shí)設(shè)置防護(hù)氣囊；所述防護(hù)氣囊與傾斜分條(14)上下盤充分接觸，防護(hù)氣囊長(zhǎng)度接近礦體寬度，防護(hù)氣囊高度與寬度尺寸相同；所述的防護(hù)氣囊形狀為上部稍寬的長(zhǎng)方體，分里外兩層，外層為膠囊防護(hù)層(5)，內(nèi)層為蓄氣內(nèi)膽(7)，膠囊防護(hù)層(5)和蓄氣內(nèi)膽(7)形狀一致，蓄氣內(nèi)膽(7)表面積略大于膠囊防護(hù)層(5);在防護(hù)氣囊的上端安裝帶有壓風(fēng)閥門的壓風(fēng)充氣管(3)，壓風(fēng)充氣管(3)的內(nèi)端與蓄氣內(nèi)膽(7)相通；防護(hù)氣囊的四個(gè)頂角處分別安裝有的吊掛繩鉤(2)，所述吊掛繩鉤(2)懸掛于分條頂板錨桿(I)的錨桿盤上，防護(hù)氣囊的下端四個(gè)底角處分別安裝有用于調(diào)整氣囊位置的調(diào)節(jié)拉繩(9);將壓風(fēng)充氣管(3)外端與壓氣管路接通，打開壓風(fēng)充氣管(3)上的壓風(fēng)閥門，利用采場(chǎng)鑿巖壓風(fēng)向防護(hù)氣囊內(nèi)壓氣；氣囊充滿壓氣，對(duì)鏟運(yùn)清理作業(yè)區(qū)(10)形成有效防護(hù)后，進(jìn)行包括鏟運(yùn)出礦和假底鋼筋捆綁在內(nèi)的采場(chǎng)清理作業(yè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中深孔采礦法采場(chǎng)頂板及兩幫浮石冒落預(yù)防及控制方法，其特征在于:防護(hù)氣囊的下端安裝有帶排水閥的排水管(8);向防護(hù)氣囊內(nèi)充氣初期打開排水管(8 )上的排水閥，水基本排凈后關(guān)閉該排水閥。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述中深孔采礦法采場(chǎng)頂板及兩幫浮石冒落預(yù)防及控制方法，其特征在于:在進(jìn)行采場(chǎng)清理作業(yè)時(shí)，壓風(fēng)閥門處于常開狀態(tài)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述中深孔采礦法采場(chǎng)頂板及兩幫浮石冒落預(yù)防及控制方法，其特征在于:在蓄氣內(nèi)膽(7)內(nèi)部沿長(zhǎng)度方向安裝柔性限長(zhǎng)拉繩，用以為保證防護(hù)氣囊形狀為近似長(zhǎng)方體。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種中深孔采礦法采場(chǎng)頂板及兩幫浮石冒落預(yù)防及控制方法。在分條的中部偏上位置安置防護(hù)氣囊，通過采場(chǎng)壓風(fēng)管路向防護(hù)氣囊內(nèi)注入高壓風(fēng)，使氣囊壁對(duì)巖體產(chǎn)生擠壓，預(yù)防兩幫松動(dòng)礦塊脫落，同時(shí)能夠預(yù)防頂板脫落礦塊直接落入分條底部清理作業(yè)區(qū)，從而保證了分條內(nèi)作業(yè)安全。
【IPC分類】E21F15/00, E21D19/06, E21C41/22
【公開號(hào)】CN104963688
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510302693
【發(fā)明人】馬云慶, 王瑞星, 王輝, 何順斌, 李威, 杜飛
【申請(qǐng)人】山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司三山島金礦
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年6月6日