[發(fā)明專(zhuān)利]礦房預(yù)制切割井的形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111598522.2
• 申請(qǐng)日: 2021-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114263465B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江科;李強(qiáng);李偉明;陸錦濤;詹進(jìn);萬(wàn)孝衡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙礦山研究院有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21C41/22
• 分類(lèi)號(hào): E21C41/22;E21F15/00;E21F15/02
• 代理公司: 武漢卓越志誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 董夢(mèng)娟

本發(fā)明提供了一種礦房預(yù)制切割井的形成方法，包括如下步驟：預(yù)制切割井；柔性模具的安裝和柔性模具填充預(yù)制切割井；采空區(qū)充填；切割井的恢復(fù)。通過(guò)在礦房回采步驟預(yù)先形成礦柱回采步驟所需切割井，以柔性模具作為切割井的填充物，并在后續(xù)對(duì)采空區(qū)填充后將其除去，以使切割井恢復(fù)，縮短了切割槽的施工時(shí)間，提高了礦體回采效率；通過(guò)將柔性模具設(shè)計(jì)成內(nèi)外兩層，內(nèi)外兩層之間形成第一空腔，使用時(shí)向第一空腔內(nèi)注入水，并借助于外界的冷媒供應(yīng)設(shè)備使水凝固，增強(qiáng)其支護(hù)強(qiáng)度；通過(guò)在對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填后將外界的冷媒供應(yīng)移除，可將柔性模具從切割井內(nèi)回收，使切割井恢復(fù)，該方法具有施工方便、成本低、能耗低以及實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地下礦山開(kāi)采方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種礦房預(yù)制切割井的形成方法。

背景技術(shù)

地下礦山開(kāi)采大都采用鉆爆法將礦體破碎至合適的塊度后運(yùn)輸至選礦廠進(jìn)行有用金屬的選冶作業(yè)，鉆爆法為打眼裝藥后，利用炸藥爆炸產(chǎn)生的能量將周?chē)鷰r體進(jìn)行破碎。根據(jù)爆破使用的原理及實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，爆破作用需要具有足夠的臨空面才能取得好的效果，也就是單個(gè)礦房回采步驟作業(yè)前需要布置切割槽，切割槽可為礦房爆破作業(yè)提供初始的空間。通常，礦房?jī)?nèi)布置切割槽時(shí)先進(jìn)行切割平巷和切割井的施工，在礦房底部水平掘進(jìn)切割平巷后，選擇靠近礦房邊界的位置進(jìn)行切割井的施工，切割井完成后，在切割平巷內(nèi)進(jìn)行鑿巖裝藥爆破，以切割井為自由空間逐段爆破后形成切割槽。切割槽形成效率的關(guān)鍵在于切割井的掘進(jìn)，當(dāng)前常用的切割井掘進(jìn)方法分為鉆爆法(淺孔或中深孔鑿巖爆破)、機(jī)械法(天井鉆機(jī))。

一般而言，考慮到安全、工藝技術(shù)的需要，將礦體沿水平方向或垂直方向劃分為多個(gè)盤(pán)區(qū)，盤(pán)區(qū)內(nèi)根據(jù)巖體條件劃分為礦房和礦柱回采步驟。采用充填采礦法回采的礦山，一般先進(jìn)行礦房回采步驟，待兩側(cè)的礦房回采步驟完畢并充填后再進(jìn)行礦柱回采步驟，礦柱回采步驟仍需重新掘進(jìn)切割井，以形成最初的爆破空間。不論是鉆爆破或機(jī)械法掘進(jìn)切割井，均面臨無(wú)初始自由面、作業(yè)環(huán)境差、效率低、成本高等問(wèn)題，制約礦柱回采步驟過(guò)程礦房的回采率的原因?yàn)椋懈罹囊粋?cè)為充填體，充填體雖具有自立性，但其強(qiáng)度很低，在掘進(jìn)過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生側(cè)幫垮塌，具有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)中，公開(kāi)號(hào)為CN113756810A的發(fā)明專(zhuān)利中公開(kāi)了一種預(yù)留切割井形成爆破補(bǔ)償空間的成槽方法，其技術(shù)方案主要包括如下步驟：采用礦塊劃分；礦塊采準(zhǔn)施工；首采礦塊切割槽施工；首采礦塊回采；布設(shè)氣囊預(yù)留切割井；首采礦塊充填；回收氣囊；次礦塊回采；次礦塊充填等步驟。上述技術(shù)方案中，在首采礦塊內(nèi)空區(qū)靠次采礦塊一側(cè)預(yù)留的氣囊作為切割槽的爆破自由面，起到了切割井的作用，減少了施工切割井的工序，有效提高了礦塊回采效率；同時(shí)，切割井在回收氣囊后即形成，切割槽爆破自由面在充填體凝固后就能形成，大幅度縮短了切割槽的施工時(shí)間。然而，上述技術(shù)方案中，在對(duì)首采礦塊的充填時(shí)，氣囊可能難以抵抗來(lái)自充填體的壓力，因而存在支護(hù)強(qiáng)度不高、安全隱患大的缺陷。

有鑒于此，有必要設(shè)計(jì)一種改進(jìn)的礦房預(yù)制切割井的形成方法，以解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種礦房預(yù)制切割井的形成方法，在礦房回采時(shí)直接爆破形成礦柱回采步驟所需的礦房切割井，再采用柔性模具作為礦房回采完成后充填采空區(qū)的充填體，最后在礦柱回采步驟時(shí)撤除柔性模具，得到完整的切割井，為礦柱回采提供初始的爆破空間。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種礦房預(yù)制切割井的形成方法，包括以下步驟：

S1、預(yù)制切割井：

在礦房回采步驟的切割平巷內(nèi)進(jìn)行鑿巖爆破形成切割槽，切割槽越界至礦柱回采步驟的礦房?jī)?nèi)，提前形成礦柱回采步驟的切割井；

S2、預(yù)制切割井的填充：

將柔性模具展開(kāi)并固定在所述切割井內(nèi)，接著，向所述柔性模具內(nèi)注滿(mǎn)水，通過(guò)外界的冷媒供應(yīng)設(shè)備對(duì)所述柔性模具內(nèi)的水進(jìn)行制冷，使所述柔性模具達(dá)到預(yù)定的支護(hù)強(qiáng)度，并填充所述切割井；

S3、采空區(qū)充填：