本申請(qǐng)涉及采礦以及假頂構(gòu)筑，具體涉及一種混合膠結(jié)體條件下的假頂構(gòu)筑方法。

背景技術(shù)：

1、隨著采礦行業(yè)的不斷向前發(fā)展，諸多礦山面臨著歷史遺留的難題，回溯以往，礦山的無(wú)序開采、無(wú)長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)、無(wú)針對(duì)性難題攻關(guān)、民采盜采等諸多原因，造成大部分老礦山井下開采技術(shù)條件極其復(fù)雜，井下?lián)p失資源不可計(jì)數(shù)，對(duì)國(guó)家資源造成了極大的浪費(fèi)?；诩夹g(shù)逐漸革新，采礦方法逐步創(chuàng)新，綠色開采要求提到新高度，礦山企業(yè)開始逐漸轉(zhuǎn)變開采思維，對(duì)井下資源盡最大可能回收，對(duì)以往有價(jià)值殘礦進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并合理設(shè)計(jì)回收。雖然目前采礦方法已經(jīng)較為先進(jìn)，但是仍然有難題需要突破，譬如，下向采礦法的假頂制作工藝，傳統(tǒng)的破碎礦體假定制作較為簡(jiǎn)單，但是因無(wú)序規(guī)劃開采導(dǎo)致的塌落，散體及混合膠結(jié)體等上覆礦巖來(lái)講，傳統(tǒng)的手段無(wú)法受力，或難以掘進(jìn)，致使下向采礦法成為空談。

2、傳統(tǒng)采用一次性跟管鉆進(jìn)或超前管棚等支護(hù)措施進(jìn)行掘進(jìn)的方式，會(huì)面臨跟管鉆進(jìn)卡鉆，偏鉆，甚至遇到混合膠結(jié)體時(shí)跟管無(wú)法有效實(shí)施的現(xiàn)象；而超前管棚等可以一步一步配合架棚支護(hù)掘進(jìn)進(jìn)去，但是這樣會(huì)導(dǎo)致第一層假頂向上受力點(diǎn)較小，或無(wú)受力點(diǎn)，下部第二層假頂制作時(shí)無(wú)從著力，安全性得不到保障。并且，基于極破碎極厚大礦體，礦體周邊因無(wú)序開采造成垮落，歷史原因?qū)Τ涮钪匾暢潭炔粔颍瑢?dǎo)致上覆出現(xiàn)混合膠結(jié)體等情況，傳統(tǒng)采礦方法回采安全性較差。

3、有鑒于此，有必要研究一種混合膠結(jié)體條件下的假頂構(gòu)筑方法，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于背景技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種混合膠結(jié)體條件下的假頂構(gòu)筑方法，在保證安全的前提下，該方法不僅能夠?qū)崿F(xiàn)極破碎極厚大礦體的假頂形成工藝，同時(shí)為下向采礦法提供可采基礎(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)減少貧化損失，提高礦山的經(jīng)濟(jì)效益的目的。

2、基于上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種混合膠結(jié)體條件下的假頂構(gòu)筑方法，其適用于極破碎極厚大礦體，采用先構(gòu)筑出注漿層和n層假頂后構(gòu)筑全部假頂?shù)墓に?，具體步驟如下：

3、s1，構(gòu)筑注漿層：在礦體下盤布置沿脈巷道，在水平和垂直方向上分別進(jìn)行鉆孔布置得到一個(gè)鉆孔單元，并進(jìn)一步在水平方向上布置n組鉆孔單元；鉆孔鉆進(jìn)結(jié)束后，對(duì)鉆孔進(jìn)行注漿支護(hù)處理，得到注漿層；

4、s2，構(gòu)筑第一層假頂：在注漿層下方掘進(jìn)預(yù)定斷面尺寸的矩形巷道，掘進(jìn)長(zhǎng)度為m；在水平方向上掘進(jìn)n組巷道，并對(duì)應(yīng)進(jìn)行n組鉆孔單元的布置，第一層假頂?shù)你@孔與注漿層的鉆孔進(jìn)行垂直方向上的錯(cuò)位布置；鉆孔鉆進(jìn)結(jié)束后，對(duì)鉆孔進(jìn)行注漿支護(hù)處理，并且對(duì)掘進(jìn)的巷道鋪筋編網(wǎng)和充填工作，充分接頂后得到第一層假頂；

5、s3，構(gòu)筑第二層假頂：在第一層假頂下方采用“品”字形交錯(cuò)布置結(jié)構(gòu)繼續(xù)掘進(jìn)預(yù)定斷面尺寸的矩形巷道，掘進(jìn)長(zhǎng)度為2m；在水平方向上掘進(jìn)n-1組巷道，并對(duì)應(yīng)進(jìn)行n-1組鉆孔單元的布置，第二層假頂與第一層假頂?shù)你@孔進(jìn)行垂直方向上的錯(cuò)位布置；鉆孔鉆進(jìn)結(jié)束后，重復(fù)步驟s2中的注漿支護(hù)、鋪筋編網(wǎng)、充填以及接頂工序，得到第二層假頂；

6、s4，循環(huán)施工，直至構(gòu)筑第n層假頂：待第n-1層假頂充填養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行第n層巷道掘進(jìn)，掘進(jìn)長(zhǎng)度為n×m；在水平方向上掘進(jìn)1組巷道，完成礦體下盤和上盤的貫穿，巷道鋪筋編網(wǎng)充填后，形成的n層假頂在垂直方向上呈現(xiàn)“倒三角”結(jié)構(gòu)布置，在垂直礦體走向方向上呈階梯形交錯(cuò)布置；

7、s5，構(gòu)筑全部假頂：以“倒三角”結(jié)構(gòu)的假頂為基體，向礦體走向方向上逐步展開，最終構(gòu)筑出整體方形結(jié)構(gòu)的假頂。

8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s5的全部假頂構(gòu)筑完成后，進(jìn)行下部采礦時(shí)，第一層進(jìn)路垂直礦體布置，第二層進(jìn)路沿礦體走向布置，并以此進(jìn)行循環(huán)布置，由此形成上下層“十字形”交錯(cuò)進(jìn)路布置，直至礦體全部采完。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，n＝0.1×礦體厚度(n取整數(shù))；其中，所述極破碎極厚大礦體的礦體厚度≥40米。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，m＝12m～15m；所述鉆孔單元中，在水平上每隔1m～1.5m布置一個(gè)孔，一次性布置3～4個(gè)孔，在垂直高度上每隔1m～1.5m布置一個(gè)孔，一次性布置2～3排孔。

11、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s2中，矩形巷道的斷面尺寸為a×b，其中，a＝3m～4m，b＝3m～4m。

12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s2中，采用隔一掘一的方式進(jìn)行巷道掘進(jìn)。

13、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s2中，第一層假頂?shù)你@孔布置位置在垂直方向上與上部注漿層鉆孔的交錯(cuò)高度為c，其中，c＝0.5m～1.5m。

14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，c＝1m～1.5m。

15、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s4中，礦體下盤和上盤完全貫穿，形成一個(gè)最厚近b×(n+1)厚度的階梯形隔離層。

16、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s1至s4中，鉆孔鉆進(jìn)結(jié)束后，馬上對(duì)鉆孔進(jìn)行注漿，注漿結(jié)束后注漿花管留在鉆孔里；步驟s2至s4中，掘進(jìn)巷道全部采用注漿錨桿、注漿錨索與上一層鉆孔注漿花管位置交錯(cuò)布置，形成立體級(jí)式支護(hù)系統(tǒng)。

17、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述注漿錨索采用隨鉆注漿錨索；所述隨鉆注漿錨索包括柔性鉆桿、自適應(yīng)沖擊鉆頭；所述柔性鉆桿的一個(gè)端部連接有自適應(yīng)沖擊鉆頭，另一端部連接有驅(qū)動(dòng)電機(jī)；啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)柔性鉆桿旋轉(zhuǎn)，用以帶動(dòng)所述自適應(yīng)沖擊鉆頭進(jìn)行旋轉(zhuǎn)鉆孔。

18、有益效果：

19、1、本發(fā)明提供的混合膠結(jié)體條件下的假頂構(gòu)筑方法，在保證安全的前提下，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)極破碎極厚大礦體的假頂形成工藝，同時(shí)為下向采礦法提供可采基礎(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)減少貧化損失，提高礦山的經(jīng)濟(jì)效益的目的。

20、2、本發(fā)明提供的混合膠結(jié)體條件下的假頂構(gòu)筑方法，不僅可以實(shí)現(xiàn)極厚大礦體上下盤的貫穿工作，同時(shí)還可以避免長(zhǎng)距離跟管鉆進(jìn)及超前管棚等帶來(lái)的弊端。對(duì)于諸多因前期無(wú)序開采帶來(lái)導(dǎo)致礦巖破碎或混合膠結(jié)體或不良充填體的條件礦山來(lái)講具有較廣泛的實(shí)用性。

21、3、本發(fā)明提供的混合膠結(jié)體條件下的假頂構(gòu)筑方法，在垂直高度方向上形成“倒三角”工程布置形式，在垂直礦體走向方向上形成階梯形交錯(cuò)布置，由此可以降低整體上覆混合膠結(jié)體帶來(lái)的壓力，同時(shí)還將上下盤完全貫通，形成極厚的階梯形隔離層，為下部安全采礦奠定基礎(chǔ)；并且，在全部假頂設(shè)計(jì)完成后，下部采礦時(shí)，第一層進(jìn)路垂直礦體布置，第二層進(jìn)路礦體沿走向布置，第三層礦體垂直走向布置，由此循環(huán)布置形成上下層“十字形”交錯(cuò)進(jìn)路布置，進(jìn)一步緩解上覆混合膠結(jié)體及假頂帶來(lái)的礦山壓力。

22、上述說(shuō)明僅是本申請(qǐng)技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本申請(qǐng)的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本申請(qǐng)的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式。

技術(shù)特征：

1.一種混合膠結(jié)體條件下的假頂構(gòu)筑方法，其特征在于，適用于極破碎極厚大礦體，采用先構(gòu)筑出注漿層和n層假頂后構(gòu)筑全部假頂?shù)墓に?，步驟如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合膠結(jié)體條件下的假頂構(gòu)筑方法，其特征在于，步驟s5的全部假頂構(gòu)筑完成后，進(jìn)行下部采礦時(shí)，第一層進(jìn)路垂直礦體布置，第二層進(jìn)路沿礦體走向布置，并以此進(jìn)行循環(huán)布置，由此形成上下層“十字形”交錯(cuò)進(jìn)路布置，直至礦體全部采完。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合膠結(jié)體條件下的假頂構(gòu)筑方法，其特征在于，n＝0.1×礦體厚度；其中，所述極破碎極厚大礦體的礦體厚度≥40米。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合膠結(jié)體條件下的假頂構(gòu)筑方法，其特征在于，m＝12m～15m；所述鉆孔單元中，在水平上每隔1m～1.5m布置一個(gè)孔，一次性布置3～4個(gè)孔，在垂直高度上每隔1m～1.5m布置一個(gè)孔，一次性布置2～3排孔。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種混合膠結(jié)體條件下的假頂構(gòu)筑方法，其特征在于，步驟s2中，矩形巷道的斷面尺寸為a×b，其中，a＝3m～4m，b＝3m～4m。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合膠結(jié)體條件下的假頂構(gòu)筑方法，其特征在于，步驟s2中，采用隔一掘一的方式進(jìn)行巷道掘進(jìn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種混合膠結(jié)體條件下的假頂構(gòu)筑方法，其特征在于，步驟s2中，第一層假頂?shù)你@孔布置位置在垂直方向上與上部注漿層鉆孔的交錯(cuò)高度為c，其中，c＝1m～1.5m。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種混合膠結(jié)體條件下的假頂構(gòu)筑方法，其特征在于，步驟s4中，礦體下盤和上盤完全貫穿，形成一個(gè)最厚近b×(n+1)厚度的階梯形隔離層。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合膠結(jié)體條件下的假頂構(gòu)筑方法，其特征在于，步驟s1至s4中，鉆孔鉆進(jìn)結(jié)束后，馬上對(duì)鉆孔進(jìn)行注漿，注漿結(jié)束后注漿花管留在鉆孔里；步驟s2至s4中，掘進(jìn)巷道全部采用注漿錨桿、注漿錨索與上一層鉆孔注漿花管位置交錯(cuò)布置，形成立體級(jí)支護(hù)系統(tǒng)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種混合膠結(jié)體條件下的假頂構(gòu)筑方法，其特征在于，所述注漿錨索采用隨鉆注漿錨索；所述隨鉆注漿錨索包括柔性鉆桿、自適應(yīng)沖擊鉆頭；所述柔性鉆桿的一個(gè)端部連接有自適應(yīng)沖擊鉆頭，另一端部連接有驅(qū)動(dòng)電機(jī)；啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)柔性鉆桿旋轉(zhuǎn)，用以帶動(dòng)所述自適應(yīng)沖擊鉆頭進(jìn)行旋轉(zhuǎn)鉆孔。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種混合膠結(jié)體條件下的假頂構(gòu)筑方法，涉及采礦以及假頂構(gòu)筑技術(shù)領(lǐng)域，其適用于極破碎極厚大礦體，采用先構(gòu)筑出注漿層和N層假頂后構(gòu)筑全部假頂?shù)墓に嚒Ｔ摲椒ㄔ诒ＷC安全的前提下，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)極破碎極厚大礦體的假頂形成工藝，同時(shí)為下向采礦法提供可采基礎(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)減少貧化損失，提高礦山的經(jīng)濟(jì)效益的目的。并且，該方法不僅可以實(shí)現(xiàn)極厚大礦體上下盤的貫穿工作，同時(shí)還可以避免長(zhǎng)距離跟管鉆進(jìn)及超前管棚等帶來(lái)的弊端；對(duì)于諸多因前期無(wú)序開采帶來(lái)導(dǎo)致礦巖破碎或混合膠結(jié)體或不良充填體的條件礦山來(lái)講具有較廣泛的實(shí)用性。

技術(shù)研發(fā)人員：彭躍金,李青鋒,吳昊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6