[發(fā)明專利]高危礦柱露天深孔協(xié)同回采方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010593019.3
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102080545A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 周愛民;宋嘉棟;高建敏;林衛(wèi)星
• 申請（專利權）人: 長沙礦山研究院;洛陽欒川鉬業(yè)集團股份有限公司
• 主分類號: E21C41/30
• 分類號: E21C41/30;F42D3/04
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所 43001
• 代理人: 周詠;林毓俊

技術領域

本發(fā)明涉及一種高危礦柱露天深孔協(xié)同回采方法。

背景技術

針對金屬礦山空區(qū)條件下的礦柱均需要兩個步驟才能完成，第一步處理空區(qū)，第二步回采礦柱。主要有兩種方法，一種是首先采用充填物料將空區(qū)進行充填處理，然后采用鉆孔爆破法回采礦柱；一種是首先采用爆破法崩落空區(qū)頂板處理空區(qū)，然后采用爆破法回采礦柱。第一種方法只要將空區(qū)充填處理后可以采用常規(guī)的鉆孔爆破方法回采，但空區(qū)充填處理的工藝復雜、投資大、成本高，礦柱回采效率低，故一般在具有特殊要求的條件下采用。第二種方法需要采用爆破方法崩落空區(qū)頂板和回采礦柱，由于藥包爆炸破碎巖體時，在藥包周圍的巖壁上形成強烈的應力波，以爆源為中心在巖體中向外擴展、傳播，使藥包周圍的巖石壓縮、粉碎，產(chǎn)生徑向壓縮變形和位移。根據(jù)爆破破碎巖體的機理，在金屬礦山采礦工程中通常采用深孔、中深孔或淺孔等鉆孔爆破方法對礦巖進行爆破，將礦巖破碎成為合適的工業(yè)塊度。一般地，在露天金屬礦采用下向平行深孔爆破，在地下金屬礦采用平行或扇形或束狀深孔、平行或扇形中深孔、平行淺孔等爆破方式。并且往往根據(jù)礦巖的可爆性選用一種炮孔排距、孔距和孔徑等爆破參數(shù)進行布孔，逐排或多排順序延時起爆。針對爆破區(qū)域內存在多層地下采空區(qū)條件的高危險性礦柱，由于其空區(qū)多層相互重疊，空區(qū)水平不一，使得空區(qū)與礦柱的三維形態(tài)極其復雜，水平礦柱的厚度差別較大，部分水平礦柱的厚度只有6～10m，因而，采用第二種方法回采難以保證作業(yè)安全和爆破效果。采用第二種方法回采這種高危礦柱時存在兩個瓶頸問題：一是受復雜三維條件的制約使得爆炸能量與礦巖破碎能量不匹配，導致爆破效果差；二是對于多層空區(qū)條件下的厚度只有6～10m水平礦柱，當上部礦柱進行回采爆破時，由于爆破作用的因素，將導致下部水平礦柱受到嚴重破壞，但又不垮塌，安全隱患極大，以至于在這種條件下處理下部空區(qū)時，不能保障安全作業(yè)，經(jīng)常在作業(yè)時發(fā)生垮塌，造成設備破壞和人員傷亡事故。因此，現(xiàn)有的礦柱回采方法與爆破方式難以滿足安全、高效、低成本回采高危礦柱的需要。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種能安全高效地對多層空區(qū)和多層礦柱進行協(xié)同處理與回采的高危礦柱深孔協(xié)同回采方法。

本發(fā)明提供的這種高危礦柱露天深孔協(xié)同回采方法，?是將有層疊關系的水平礦柱（S1、S2、S3、S4、?S5）或者有空間關聯(lián)關系的垂直礦柱（K1、K2、K3）或者與礦柱有關聯(lián)關系的地下采空區(qū)（C1、C2、C3、C4、C5），劃為一個協(xié)同回采分區(qū)；在處理采空區(qū)的過程中協(xié)同回采水平礦柱（S1、S2、S3、S4、S5）和垂直礦柱（K1、K2、K3）。

所述協(xié)同回采分區(qū)組成一個爆區(qū)，一個爆區(qū)實行一次爆破。

上述方法，依次包括如下步驟：（1）.將有層疊關系的水平礦柱（S1、S2、S3、S4、?S5）或者有空間關聯(lián)關系的垂直礦柱（K1、K2、K3）或者與礦柱有關聯(lián)關系的地下采空區(qū)（C1、C2、C3、C4、C5），劃為一個協(xié)同回采分區(qū)；（2）.先起爆頂層的水平礦柱（S1、S4），處理最上層的采空區(qū)（C1、C4），形成由地表直通最上層采空區(qū)（C1、C4）的切槽；（3）.以切槽和下層的采空區(qū)（C2、C3、C5）為自由面起爆垂直礦柱，對水平礦柱（S2、S3、S5）的端部形成切割破碎，崩落水平礦柱（S2、S3、S5），處理相應的采空區(qū)（C2、C3、C5）；（4）.鏟裝運出在處理采空區(qū)過程中爆破的水平礦柱（S1、S2、S3、S4、S5）和垂直礦柱（K1、K2、K3）形成的崩落礦石。

所述步驟（3）爆破垂直礦柱（K1、K2、K3）時先起爆下部藥包，對水平礦柱端部形成切割破碎，崩落水平礦柱（S2、S3、S5），處理相應的采空區(qū)（C2、C3、C5），再起爆垂直礦柱（K1、K2、K3）上部藥包，協(xié)同回采垂直礦柱（K1、K2、K3）。

在所述的回采分區(qū)內布置不同孔徑的混合深孔，按爆破阻力匹配炸藥量，按爆破阻力與裝藥量之比值由小到大的順序逐孔起爆。

所述深孔的裝藥下段為連續(xù)柱狀裝藥，上段為空隙間隔裝藥。