一種垂直中深孔落礦小分段進路充填采礦法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬礦山地下開采技術，尤其是進路式充填采礦法。
【背景技術】
[0002]避免鑿巖爆破作業人員在頂板暴露面積較大的空間中長時間作業是預防采場冒頂片幫事故、保證礦業安全生產最行之有效的方法。上向進路式充填采礦法采場頂板暴露面積小，但其采準工程量大，架設充填擋墻多，采礦作業效率低，且充填接頂困難而難以在部分礦山使用，該方法適用于價值較高、品位較富的礦體回采，對于一般的有色金屬礦山來說其采礦成本偏高，不利于控制成本。而分段充填采礦法雖然也避免了鑿巖爆破作業人員在頂板暴露面積較大的環境中作業的方式，但其采用扇形炮孔，上下分段鑿巖巷道交錯布置，爆破作業后采場頂板極不平整，危巖倒掛現象普遍，敲幫問頂作業難以進行，給后續出礦作業的鏟運機司機等人員的安全構成了威脅。VCR法采用大直徑深孔進行球形藥包分次爆破落礦，回采結束后礦房空幫面積大，對于穩固性較差到一般的礦體，極易產生大面積片幫，對于中小型有色金屬礦山企業、非急傾斜礦體及礦巖邊界變化較復雜的中小礦體難以適用。

【發明內容】

[0003]本發明所要解決的問題是:提供一種既能夠使鑿巖爆破作業人員處在暴露面積較小且進行過有效支護的頂板下作業，同時具有采準工程量小、充填擋墻少、采礦作業效率高、無需充填接頂、對各種中等傾斜以上礦體具有良好適應性的充填采礦方法。
[0004]本發明的垂直中深孔落礦小分段進路充填采礦法，分段鑿巖巷道3、回采進路4及礦柱5垂直礦體走向布置，分段鑿巖巷道3寬3?5米，高2?3米，礦柱5寬度3?5米，分段聯絡巷7沿礦體走向布置，溜礦井9和回風充填井6位于分段聯絡巷7下盤布置，分段高度5?8米。
[0005]上述的采礦法，沿礦體走向的側面上，上下兩個分段的鑿巖巷道3對齊布置，上部分段鑿巖巷道的寬度不小于下部回采進路4的寬度，所有分段鑿巖巷道3掘進時均需要進行光面爆破，且須對局部進行錨網支護。
[0006]上述的采礦法，各回采進路4內的中深孔2垂直布置，其中靠進路兩幫邊上的中深孔2為光爆孔，孔深為分段高度，進路迎頭3~5排炮孔采用球形藥包分次爆破形成切割天井，其余炮孔采用線形藥包爆破，各炮孔間微差起爆，單次落礦起爆后，采用出礦設備運出爆落礦石的1/3，其余礦石留待本進路中所有爆破作業結束后一次清運完畢。
[0007]上述的采礦法，每個分段中，單條進路回采結束后，在下部分段鑿巖巷道3的開口處架設充填擋墻8和濾水設施并進行尾砂膠結充填，充填管路由中段運輸巷道10經回風充填井6進入上部分段聯絡巷7和分段鑿巖巷道3，并將管口固定于上部分段鑿巖巷道的幫上進行尾砂膠結充填，回采進路充填體單軸抗壓強度不應小于2MPa，含水率不應大于15%，自立高度不小于10米；礦柱5回采后膠結面單軸抗壓強度應滿足出礦設備運行要求。
[0008]上述的采礦法，礦柱5在回采進路4回采結束后再進行回采，回采方案同回采進路4的回采方案一致。
[0009]上述的采礦法，按照下列步驟施工:
第一步，由分段聯絡巷7向采場上盤施工分段鑿巖巷道3，當上下兩個分段對應的分段鑿巖巷道3均施工結束后，使用中深孔鉆機鉆鑿垂直的中深孔2，鉆孔順序為由進路迎頭向分段聯絡巷后退施工；
第二步，在前3~5排炮孔中安置球形藥包，分次爆破形成切割天井，然后其余各排炮孔2采用線形藥包逐次起爆，每次起爆后，運出崩落礦量的1/3，其余礦石待全部爆破工作完成后一次運出；
第三步，每個分段中單個回采進路4回采結束后，在進路入口處架設充填擋墻8和濾水設施，將充填管由中段運輸巷道10經回風充填井6引入上部分段聯絡巷7和分段鑿巖巷道3，開始充填作業；
第四步，采場內所有分段的回采進路回采結束后，開始進行礦柱5的回采作業；礦柱回采時利用前期回采進路回采時施工的分段聯絡巷7、溜礦井9、回風充填井6直接施工分段鑿巖巷道3，其余回采作業工序與回采進路4的回采完全相同。
[0010]本發明的特點:
(1)在分段聯絡巷內沿礦體走向每隔3?5米布置一條垂直走向的分段鑿巖巷道，上下分段鑿巖巷道在沿走向側面上對齊布置，分段鑿巖巷道自分段聯絡巷施工至礦體上盤邊界，施工時分段鑿巖巷道頂板呈拱形，周邊眼采用光面爆破，掘進后對中等穩固以下的頂板及時進行錨網支護。
[0011](2)上下分段鑿巖巷道均施工結束后，在分段鑿巖巷道迎頭鉆鑿下向垂直中深孔，孔深為分段高度，爆破寬度不大于分段鑿巖巷道寬度，前3?5排炮孔內安置球形藥包分次起爆落礦以形成分段切割天井，其余炮孔安置線型藥包逐次起爆，各孔間采用微差起爆方法以控制單次起爆藥量，后退式落礦，其中靠近兩幫的邊孔為光爆孔。
[0012](3)每次爆破后用鏟運機運出約1/3的崩落礦石，其余礦石待整個回采進路全部爆破結束后集中運出。留場的礦堆除了使后續爆破作業形成擠壓爆破外，亦可以臨時控制采空區巖壁變形和片幫，同時在出礦過程中，可利用礦堆作為作業平臺對出露的破碎幫壁進行及時支護。
[0013](4)單個進路內礦石全部運出后，在下部分段鑿巖巷道的開口處架設充填擋墻和濾水設施，將充填管經回風充填井和分段聯絡巷引入上分段鑿巖巷道進行尾砂充填作業，要求進路回采時充填體強度不低于2MPa，含水率不大于15%，自立高度不低于10米。
[0014]本發明有益效果:
(1)采準工程量小、布置簡單。
[0015]采用小分段中深孔落礦，與分層進路法相比采準工程量、充填擋墻數量及管路長度等大為減少，分段聯絡巷與鑿巖進路的布置簡單明了，采礦及充填工藝簡單，利于生產組織。
[0016](2)回采進路頂板暴露面積小、平整光滑且易于支護，作業環境安全程度高。
[0017]上段鑿巖進路頂板作為整個回采進路的頂板，在施工之初即進行光面爆破，使頂板呈拱形結構，平整光滑，受力合理，且能夠提前進行支護加固，避免了鑿巖、爆破、出礦作業人員在暴露面積較大的頂板下作業存在的安全風險。
[0018](3)中深孔作業，集中出礦，生產能力大。
[0019]采用垂直中深孔爆破，鉆孔方向、深度易于控制，布孔簡單，爆破作業效率高。主要采用集中出礦方式，進路采礦產能較大。
[0020](4)回采成本低
本發明采用小分段設計，較分層進路充填法大幅降低了采準工程量，同時采用中深孔落礦，單次爆破崩礦量大，集中出礦，作業效率高，單位體積礦石回采成本低。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明的主視圖。
[0022]圖2為本發明的俯視圖。
[0023]圖3為本發明的左視圖。