[發明專利]一種帶鋼混結構人工假頂的挑檐式無底柱階段崩落采礦法

有效

• 申請號: 201110232079.7
• 申請日: 2011-08-15
• 公開（公告）號: CN102261249A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 邵安林
• 申請（專利權）人: 鞍鋼集團礦業公司
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16;F42D3/00
• 代理公司: 鞍山貝爾專利代理有限公司 21223
• 代理人: 顏偉

技術領域

本發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的挑檐式無底柱階段崩落采礦法。

背景技術

地下采礦方法包括采準、切割和回采三項基本工序，按地壓維護的方式分為空場采礦法、充填法和崩落采礦法三大類，崩落采礦法的基本特征是用崩落圍巖的方法充填采空區來控制和管理地壓，在世界范圍內得到廣泛的應用，崩落法中分段崩落法、階段崩落法開采強度大、機械化程度高，在大中型地下礦山應用最廣，分段崩落法是將礦體劃分為若干階段，再將階段用回采巷道劃分為若干分段，由上向下逐個分段進行回采，分段崩落法根據出礦方式的有、無底部結構分為有底柱分段崩落法和無底柱分段崩落法，有底柱分段崩落法底部設有底部結構，主要在有色金屬礦山使用；無底柱分段崩落法分段下部不設出礦的底部結構，不留任何礦柱，分段的鑿巖、崩礦和出礦等工作均在回采巷道中進行，安全可靠；上下分段進路在空間上呈菱形交錯布置，從回采巷道一端開始按一個較小的崩礦步距在覆蓋巖層下進行爆破和放礦等回采工作，直到回采到另一端邊界為止，在冶金礦山特別是鐵礦山地下開采中，該采礦法占絕對優勢。

階段崩落法的基本特征是回采高度等于階段全高。階段崩落法實際應用方案比較多，目前國內外沒有無底柱階段崩落法的方案，只有有底柱階段崩落法方案，其中端部出礦的有底柱階段崩落法有一定的優勢，它是在端部進行回采，一次回采階段全高，在階段底部布置底部結構進行出礦，礦塊生產能力大，勞動生產率高，主要在有色金屬礦山使用。

無底柱分段崩落法和端部出礦的階段崩落法都采用端部放礦，是在覆蓋巖層下放礦，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，且在放礦過程中放礦橢球體不斷擴大，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，未放出的殘留礦石一部分在下分段放出，另一部分則損失在地下，礦石損失貧化大是其最大的缺陷，一般貧化率為20-25%，高的達42.9%，回采率一般為55-70%。

覆蓋巖層下端部放礦礦石損失貧化大一直是困擾采礦界的一大難題，為了減少貧化次數及每次貧化的程度，國內外有人提出礦石隔離層下放礦、無貧化放礦、低貧化放礦方法和人工假頂等方法。

礦石隔離層放礦方法是在形成覆蓋層時不采用廢石作覆蓋層，而采用礦石作覆蓋層，這樣能減少巖石的混入。然而，隨著開采的延深，覆蓋層不斷下降，上部巖層不斷剝落，這些剝落巖石漸漸覆蓋在原礦石覆蓋層上。如果放礦管理不當，很容易將礦石隔離層放漏，破壞礦石隔離層，因此，這種方法必須采用均勻(平面)放礦，以保證礦巖界面平面下降，對放礦管理工作要求過嚴，由于地下礦放礦過程是不可視的，因此，該方法不容易實現；另外，由于采場礦石積壓量大，積壓了大量流動資金，該方法也難以采用。

無貧化放礦、低貧化放礦方法是介于礦石隔離層放礦和截止品位放礦之間的方法，無貧化放礦是在上部分段各個步距的放礦過程中，見到廢石就停止放礦的一種工藝；低貧化放礦方式的基本特點與無貧化類似，是當礦巖界面正常到達出礦口水平，亦即放出礦石開始正常貧化（混入巖石）時，便停止放礦。無貧化放礦、低貧化放礦方法都是以數個分段作為礦石回采的考核單元，上部各分段的每個步距在出礦時有意識地適當殘留部分礦石在采場內，在最后分段出礦時依據截止品位放礦要求進行出礦。從整體上來講，低貧化放礦方法所獲得的礦石回收指標比截止品位放礦方式要好，但不如無貧化放礦效果。雖然無貧化放礦、低貧化放礦方法都降低了礦石貧化，但是也面臨著放礦管理工作要求嚴和礦石積壓引起礦石產量降低的問題。

《云南冶金》1988年05期“金屬軟假頂無底柱分段崩落法的應用”在昆鋼八街鐵礦采用金屬網軟假頂進行了人工假頂無底柱分段崩落法試驗。它是將相鄰的兩個回采巷道之間的礦體拉開，形成一個空區，空區底部全面鋪設鋼絲繩網，目的是想將上部廢石與下部崩落礦石隔離開，減少礦石貧化。鋪頂工藝復雜，工效低，文中分析鋼絲繩網經常放漏，試驗結果很不理想。

專利CN97116285.9“地下厚富礦體繩網隔離法無貧損開采工藝”，是在無底柱首采分層，在進路間的間柱中穿鑿繩孔，用繩(筋)穿過這些孔，在進路中連接網繩，并對交叉點進行加固聯結，形成一層或多層將上部巖體和下部厚富礦體隔離的隔離網,之后，可在網下或網內的厚富礦體內執行采準和回采工序，該方法在網上間柱部分礦體的回采相當復雜，且隨著開采的延深，隔離網容易出現斷、漏現象。