[發明專利]人工假頂下誘導崩落采礦方法

無效

• 申請號: 201210076204.4
• 申請日: 2012-03-21
• 公開（公告）號: CN102587915A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 李俊平;田顯高;黃九民;孫鋒剛;郭進平;寇坤;胡杏保;張雯
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 劉國智

技術領域

本發明涉及采礦方法，特別涉及一種在人工假頂下誘導崩落采礦的方法。

背景技術

某礦業公司目前應用上向水平分層分段充填采礦法開采-300m～-180m中段的礦體。在-120m水平以上140多米厚的覆蓋巖層中有第四紀覆土層(底板標高為-90m～-80m)和更新統流沙層(-60m～-50m)。如果采礦引起的塌陷破壞了第四紀覆土層或更新統流沙層，可能引起礦井淹沒。

該公司目前-300m中段以上采場寬度一般為5～8m，局部達到15m；采場長度一般為25m，局部達50m。由于礦(巖)裂隙極其發育，其中，閃長玢巖裂隙間距為0.031m/條，矽卡巖為0.026m/條，大理巖為0.091m/條，鐵礦石為0.0574m/條)，加上局部巖體遇水膨脹，且原巖應力比較大，采場拉底或采礦揭露頂板松散體后，如果不及時維護頂板，一般緩傾斜采場冒頂高度超過4～6m，急傾斜采場冒落高度達20～50m，個別采場甚至達到120～150m。

為了防止急傾斜采場過渡冒頂，避免損壞上部開采系統，尤其避免采礦引起的冒落、塌陷破壞第四紀覆土層或更新統流沙層而引起礦井淹沒事故，特發明人工假頂下誘導崩落采礦方法。

發明內容

為了避免自然崩落或誘導崩落損壞上部開采系統，尤其避免自然崩落或誘導崩落引起第四紀覆土層或更新統流沙層遭破壞而引起礦井淹沒事故，發明了一種人工假頂下誘導崩落采礦的采礦方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

人工假頂下誘導崩落采礦方法，沿礦體3走向在礦體3下盤掘進人工假頂的施工巷道1，在施工巷道1內垂直礦體3走向安裝1～2層鋼管樁2，并注漿加固頂板，形成人工假頂；然后在采場的一端聯絡道7沿走向向采場的另一端聯絡道8拉底5，并分別在離礦體3上盤邊界和下盤邊界各0.3-0.5m處沿礦體3傾向鑿巖深孔4，預裂爆破切斷礦體3與上下盤圍巖的聯系，避免圍巖過渡自然冒落而增大貧化率。

為了爆破震動或裂紋擴展不損傷人工假頂，深孔4的孔底離人工假頂的距離不小于如下公式的設計值：

L=62[1+349033(0.0126z-1.7×104)St]re]]>

式中，L為爆破裂紋的擴展深度；z為聲阻抗，z＝10⁶kg·m^-2·s^-1，查表取值；S_t為巖石抗拉強度；r_e為柱狀裝藥半徑。

人工假頂下誘導崩落采礦方法的另一個方案，沿礦體3走向在礦體3脈內掘進人工假頂的施工巷道1，在施工巷道1內沿礦體3兩端向礦體3中間后退擴幫，擴幫到礦體3邊界后布置鋼筋籠9并混凝土膠結充填，如此用膠結鋼筋混凝土置換礦體3，形成人工假頂；然后在采場的一端聯絡道7沿走向向采場的另一端聯絡道8拉底5，并分別在離礦體3上盤邊界和下盤邊界各0.3-0.5m處沿礦體3傾向鑿巖深孔4，預裂爆破切斷礦體3與上下盤圍巖的聯系，避免圍巖過渡自然冒落而增大貧化率。

本發明中，人工假頂的厚度、鋼管樁層數與密度或膠結鋼筋混凝土的配筋，根據采場參數及原巖應力分布查設計手冊，類似頂柱的設計方法進行設計，也可以精確地根據數值模擬結果進行設計。為了避免預裂爆破的深孔4損壞，鑿巖后可以在孔內安裝塑料套管保護深孔，裝藥時邊裝藥邊取出套管。

本發明與現有技術相比，具有的優點是：不僅能夠自然冒落采礦而節省炸藥消耗，而且可以成功隔斷采場與上部中段的聯系，避免礦體的自然冒落無限制地向上部擴展而損壞上部開采系統，或破壞上部隔水巖層。

附圖說明