一種深井卸荷采礦的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種深井高應力采礦技術(shù)，尤其涉及一種深井卸荷采礦的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 據(jù)不完全統(tǒng)計，國外開采超千米深的金屬礦山有80多座，其中南非Anglogold有 限公司的西部深井金礦，采礦深度達3700m;印度Kolar金礦區(qū)，已有3座金礦采深超過 2400m;俄羅斯克里沃羅格鐵礦區(qū)開拓深度到1570m，將來要達到2000~2500m;另外，加拿 大、美國、澳大利亞的一些有色金屬礦山采深亦超過l〇〇〇m。國內(nèi)在金屬礦開采方面，紅透山 銅礦目前開采已進入900~IlOOm深度，冬瓜山銅礦現(xiàn)已建成2條超1000 m豎井來進行深 部開采，弓長嶺鐵礦設計開拓水平750m，距地表達1000m，夾皮溝金礦二道溝坑口礦體延伸 至1050m，湘西金礦開拓38個中段，垂深超過850m。此外，壽王墳銅礦、凡口鉛鋅礦、金川鎳 礦、乳山金礦等許多礦山都將進行深部開采?？梢灶A計，在今后10~20年內(nèi)，我國金屬礦 山將進入1000~2000m深度開采。
[0003] 深部開采與淺部開采的明顯區(qū)別在于，深部巖石所處的特殊環(huán)境，即"三高一擾 動"的復雜力學環(huán)境。"三高"主要是指高地應力、高地溫、高井深。"一擾動"主要是指強烈 的開采擾動。隨著開采深度的不斷增加，工程災害日趨增多，其中最重要的問題之一是高地 應力誘發(fā)的巖爆災害。巖爆是地下工程中的一種特殊現(xiàn)象，具有圍巖突然、猛烈地向開挖空 間彈射、拋擲、噴出的特征，它往往造成采掘空間中支護設備的破壞及采掘空間的變形，嚴 重時造成人員傷亡和井巷的毀壞，甚至引起地表塌陷而造成局部地震。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種安全性高的深井卸荷采礦的方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0006] 本發(fā)明的深井卸荷采礦的方法，包括步驟：
[0007] A、針對緩傾斜~傾斜厚大礦體，布置若干分段采場，所述分段采場的方向與主應 力的方向一致；
[0008]B、開采前在臨近待采采場區(qū)域的巷道內(nèi)提前施工單排卸壓孔，并通過卸壓爆破形 成連通的切割縫，將待采采場與相鄰采場空間隔離，切斷應力傳遞路徑，形成局部卸壓環(huán) 境；
[0009] 所述緩傾斜~傾斜厚大礦體是指傾角為10°~55°，厚度為10~30m的礦體。
[0010] 由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例提供的深井卸荷采礦的方 法，通過合理布置采場結(jié)構(gòu)，優(yōu)化回采順序，同時在臨近待采采場區(qū)域布置卸壓孔，切斷應 力傳遞路徑，人為再造局部卸壓條件，為深部采礦提供安全作業(yè)環(huán)境，特別適合緩傾斜~傾 斜厚大礦體，礦巖中等穩(wěn)固以上非煤礦山高效開采。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明實施例中卸壓孔的剖面布置示意圖。
[0012] 圖2為本發(fā)明實施例中卸壓孔的平面布置示意圖。
[0013] 圖中：
[0014] 1-鑿巖巷道；2-分段采場；3-卸壓孔；4-上盤三角礦體；5-礦體界線；6-下盤三 角礦體；7-出礦進路；8-人行通風井；9-溜井。
【具體實施方式】
[0015] 下面將對本發(fā)明實施例作進一步地詳細描述。
[0016] 本發(fā)明的深井卸荷采礦的方法，其較佳的【具體實施方式】是：
[0017] 包括步驟：
[0018] A、針對緩傾斜~傾斜厚大礦體，布置若干分段采場，所述分段采場的方向與主應 力的方向一致；
[0019] B、開采前在臨近待采采場區(qū)域的巷道內(nèi)提前施工單排卸壓孔，并通過卸壓爆破形 成連通的切割縫，將待采采場與相鄰采場空間隔離，切斷應力傳遞路徑，形成局部卸壓環(huán) 境；
[0020] 所述緩傾斜~傾斜厚大礦體是指傾角為10°~55°，厚度為10~30m的礦體。
[0021] 所述分段采場的高寬比為2. 1 :1至L9 :1。
[0022] 待采采場開采前，在自所述待采采場數(shù)第三個采場的巷道頂部提前施工單排卸壓 鉆孔。
[0023] 所述卸壓孔的孔徑065~090mm，按照3~5倍孔徑距離布置單排卸壓孔，所述卸 壓孔深度與臨近待采采場距離的比為1:1。
[0024] 開采過程中的回采順序為：從礦體上盤至礦體下盤連續(xù)推進，采完即充。
[0025] 本發(fā)明的深井卸荷采礦的方法，針對深部礦體開采技術(shù)條件，通過合理布置采場 結(jié)構(gòu)，優(yōu)化回采順序，同時在臨近待采采場區(qū)域布置卸壓孔，切斷應力傳遞路徑，人為再造 局部卸壓條件，為深部采礦提供安全作業(yè)環(huán)境。
[0026] 本發(fā)明采用的手段是：
[0027] (1)針對緩傾斜~傾斜厚大礦體，在保證與主應力方位一致的前提下，布置若干分 段采場，采場寬度設定為采場高度的一半左右，保證采場高寬比在2左右，以利于深部高應 力采場的穩(wěn)定性；
[0028] (2)在上述前提下布置卸壓孔，進一步降低深部采礦過程中巖爆的風險。卸壓孔選 擇在"第三個采場"的巷道頂部，孔徑065~的Omm,按照3~5倍孔徑距離布置單排卸壓 孔，即孔距0. 5~I. 0m，其中卸壓孔深度a:臨近待采采場距離b~1:1。
[0029] 本發(fā)明的有益效果是：
[0030] 根據(jù)緩傾斜~傾斜厚大礦體深部高應力環(huán)境，從整體與局部兩方面進行綜合防治 高應力誘導的工程災害。整體而言，分段采場劃分時，盡量與主應力方位保持一致，并且保 證采場高寬比在2左右，增強深部采場穩(wěn)定性的同時，降低巖爆引發(fā)的工程災害；局部而 言，在"第三個采場"巷道頂部布置單排卸壓孔，卸壓孔深度與臨近待采采場距離大致等同， 人為再造局域卸壓安全開采環(huán)境。通過區(qū)域與局域相結(jié)合卸壓，共同保障深部高應力礦體 的安全開采。
[0031] 具體實施例：
[0032] (1)本發(fā)明所述的緩傾斜~傾斜厚大礦體中分段采場2劃分如圖1，主要采準工程 1和7布置如圖2,此個例為某一金礦開采，開采水平標高為-780m，地表標高+25m，即開采 深度約800m，高井深、高地壓、高地溫，屬于深井開采的典型難題。礦體走向20°左右，傾向 SE，傾角40°左右，厚度3~40m不等。由地應力測試結(jié)果顯示，深部地應力場是以水平構(gòu) 造應力為主導的，并且最大主應力為NW-SE向，與區(qū)域構(gòu)造應力方位一致，-780m水平最大 主應力達33MPa，為高應力環(huán)境。綜合深部地應力與巖石物理力學數(shù)據(jù)，礦巖具有強烈的巖 爆傾向。
[0033] (2)此個例上部礦體一直采用進路式充填法與盤區(qū)式分層充填法開采，進入深部 開采以來，為擴大礦山產(chǎn)能，實行三角礦體保持進路式充填法開采，中間部分采用分段連續(xù) 充填法開米，分段尚度為15m。
[0034] (3)基于深部高應力環(huán)境、地質(zhì)構(gòu)造及礦巖條件，優(yōu)化確定分段采場2寬度為7m， 并優(yōu)先開采最右側(cè)分段采場2,回采順序為從礦體上盤至礦體下盤，依次持續(xù)推進。上三角 礦體4和下三角礦體6分別采用進路式充填法進行開采。
[0035] (4)在最右側(cè)分段采場開采前，在"第三個采場"鑿巖巷道1中提前施工單排卸壓 孔3,孔徑K65mm，孔距0. 5m，通過卸壓爆破形成連通的切割縫，將待采采場與相鄰采場空 間隔離，切斷應力傳遞路徑，形成局部卸壓環(huán)境，降低巖爆風險。經(jīng)實踐表明，此種深井卸荷 采礦工藝符合深部礦體特殊的開采環(huán)境，能夠達到安全高效開采的目的。
[0036] 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權(quán)利要求書的保護范 圍為準。
【主權(quán)項】
1. 一種深井卸荷米礦的方法，其特征在于，包括步驟： A、 針對緩傾斜~傾斜厚大礦體，布置若干分段采場，所述分段采場的方向與主應力的 方向一致； B、 開采前在臨近待采采場區(qū)域的巷道內(nèi)提前施工單排卸壓孔，并通過卸壓爆破形成連 通的切割縫，將待采采場與相鄰采場空間隔離，切斷應力傳遞路徑，形成局部卸壓環(huán)境； 所述緩傾斜~傾斜厚大礦體是指傾角為10°~55°，厚度為10~30m的礦體。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的深井卸荷采礦的方法，其特征在于，所述分段采場的高寬比 為 2. 1 :1 至L9 :1。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的深井卸荷采礦的方法，其特征在于，待采采場開采前，在自所 述待采采場數(shù)第三個采場的巷道頂部提前施工單排卸壓鉆孔。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的深井卸荷采礦的方法，其特征在于，所述卸壓孔的孔徑 明5~090mm,按照3~5倍孔徑距離布置單排卸壓孔，即孔距0. 5~I. 0m，所述卸壓孔深 度與臨近待采采場距離的比為1: 1。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的深井卸荷采礦的方法，其特征在于，開采過程中的 回采順序為：從礦體上盤至礦體下盤連續(xù)推進，采完即充。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種深井卸荷采礦的方法，針對緩傾斜～傾斜厚大礦體，布置若干分段采場，所述分段采場的方向與主應力的方向一致；開采前在臨近待采采場區(qū)域的巷道內(nèi)提前施工單排卸壓孔，并通過卸壓爆破形成連通的切割縫，將待采采場與相鄰采場空間隔離，切斷應力傳遞路徑，形成局部卸壓環(huán)境。分段采場的高寬比為2.1：1至1.9：1。卸壓孔的孔徑φ65~φ90mm,按照3～5倍孔徑距離布置單排卸壓孔，即孔距0.5～1.0m，所述卸壓孔深度與臨近待采采場距離的比為1:1。開采過程中的回采順序為：從礦體上盤至礦體下盤連續(xù)推進，采完即充。通過合理布置采場結(jié)構(gòu)，優(yōu)化回采順序，同時切斷應力傳遞路徑，人為再造局部卸壓條件，為深部采礦提供安全作業(yè)環(huán)境。
【IPC分類】E21F15/00, E21C41/22
【公開號】CN105134217
【申請?zhí)枴緾N201510409068
【發(fā)明人】楊小聰, 陳何, 王湖鑫, 解聯(lián)庫, 萬串串, 馮盼學, 吳姍, 曹輝, 于世波
【申請人】北京礦冶研究總院
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月13日