[发明专利]使用钢混结构人工假顶的端部放矿崩落法高效开采工艺

说明书

技术领域

本发明属于地下采矿方法技术领域，尤其涉及一种使用钢混结构人工假顶的端部放矿崩落法高效开采工艺。

背景技术

地下采矿方法包括采准、切割和回采三项基本工序，按地压维护的方式分为空场采矿法、充填法和崩落采矿法三大类，崩落采矿法的基本特征是用崩落围岩的方法充填采空区来控制和管理地压的，端部放矿崩落采矿法比较典型的有无底柱分段崩落法和有底柱分段崩落法，开采强度大、机械化程度高，在大中型地下矿山应用最广。端部放矿崩落采矿法是在覆盖岩层下放矿，覆盖岩层下放矿刚开始放出的是纯矿石，很快地顶部废石降落，形成废石漏斗，废石提前混入并放出。放矿时放出矿石在原来崩落矿体里的形状（称作放出体的形状），国内外公认椭球体理论，认为放出体形状为一椭球体，且在放矿过程中放出椭球体不断扩大，端部放矿时放出体的形状为半个前倾的偏椭球体。目前国内外广泛采用截止品位放矿，当放出矿石品位低于截止品位，即停止放矿，未放出的残留矿石一部分在下分段放出，另一部分则损失在地下。矿石的损失率和贫化率高是这类采矿法最大的缺陷，一般贫化率为20-25%，高的达42.9%，回采率一般为55-70%。

端部放矿崩落采矿法矿石损失贫化大一直是困扰采矿界的一大难题，为了减少损失贫化，国内外从采矿方法结构参数、生产工艺和放矿管理等方面进行了大量研究，提出过很多变形方案，这些研究在不同程度上改善了损失贫化指标，虽经改进，但并未取得突破性的进展，实践证明，这些研究收效并不明显。

人工假顶是控制放矿过程废石混入的一种有效办法，崩落法中使用人工假顶比较早，比如分层崩落法，该法将矿体划分成矿块，矿块在自上而下分层进行回采。每一分层随着回采工作的进行，在整个矿块底板上全面铺设假底，然后把上部假顶及覆盖层放下来，使其充满采空区，作为下一分层回采时的假顶，假顶起到隔离覆盖层和崩落矿石的作用，由于木材消耗大，这种方法已逐渐被淘汰。

《云南冶金》1988年05期“金属软假顶无底柱分段崩落法的应用”在昆钢八街铁矿采用金属网软假顶进行了人工假顶无底柱分段崩落法试验。它是将相邻的两个回采巷道之间的矿体拉开，形成一个空区，空区底部全面铺设钢丝绳网，目的是想将上部废石与下部崩落矿石隔离开，减少矿石贫化。铺顶工艺复杂，工效低，文中分析钢丝绳网经常放漏，试验结果很不理想。

专利CN97116285.9“地下厚富矿体绳网隔离法无贫损开采工艺”，是在无底柱首采分层，在进路间的间柱中穿凿绳孔，用绳(筋)穿过这些孔，在进路中连接网绳，并对交叉点进行加固联结，形成一层或多层将上部岩体和下部厚富矿体隔离的隔离网,之后，可在网下或网内的厚富矿体内执行采准和回采工序，该方法在网上间柱部分矿体的回采相当复杂，且随着开采的延深，隔离网容易出现断、漏现象。

目前的崩落法使用的人工假顶都是在覆盖岩层与矿石之间全面铺设假顶的方法，将覆盖层和崩落矿石隔离开来，施工复杂，材料消耗过大。

实际上，放矿过程中形成的废石漏斗是造成端部放矿矿石损失率和贫化率最直接的原因。如果能控制废石漏斗的形成，将从根本上解决端部放矿类采矿法的矿石损失贫化问题，极大地提高矿石回采率。

发明内容

本发明的目的是针对端部放矿崩落采矿法以上存在的问题，提出一种可有效的阻止废石漏斗的形成、降低矿石贫化与损失、提高矿石回采率的一种使用钢混结构人工假顶的端部放矿崩落法高效开采工艺。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

本发明的使用钢混结构人工假顶的端部放矿崩落法高效开采工艺，包括端部放矿崩落采矿，在回采进路内完成凿岩、爆破与出矿，其特征在于在端部放矿崩落采矿法回采过程中，随回采工作面的回采，在正下方有回采进路的所有进路末端的废石漏斗控制点连续地铺设钢混人工假顶，所有正上方有钢混结构人工假顶的回采进路都在人工假顶的遮掩下进行凿岩、爆破与出矿。

本发明所述的废石漏斗控制点为放矿口正上方覆盖岩石与崩落矿石分界处，并与放矿口同宽的区域。

本发明所述的钢混人工假顶由底层的型钢支托网、上层的菱形钢筋网和混凝土浇灌层组成，所述的底层型钢支托网和上层的菱形钢筋网焊接在一起，并用混凝土浇灌成钢混结构整体，所述的钢混结构人工假顶的宽度与放矿口宽度相同。

本发明所述的型钢支托网由5-6根型钢焊接而成，并设有加强筋。

本发明所述的上层菱形钢筋网由钢筋焊接而成，其菱形钢筋网的宽度和长度与底层型钢支托网的宽度和长度相匹配。

本发明所述的混凝土浇灌层的浇灌厚度为0.3～0.5m。 

与现有技术相比，本发明的具有如下优点：