本發(fā)明涉及礦體開(kāi)采，具體涉及一種基于中深孔爆破與進(jìn)路式協(xié)同的破碎厚大礦體聯(lián)合采礦法。
背景技術(shù)：
1、在礦山開(kāi)采領(lǐng)域，傳統(tǒng)的中深孔分段采礦法適用于礦體穩(wěn)固性較好的厚大礦體，但是該采礦法在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在以下問(wèn)題：（1）對(duì)于破碎礦體的適應(yīng)性差，采用中深孔爆破時(shí)容易引發(fā)圍巖失穩(wěn)，導(dǎo)致冒頂或片幫問(wèn)題的發(fā)生；（2）礦石的損失率高，崩落的礦石塊度不可控、難以完全回收，尤其在破碎礦體中易形成礦體殘留；（3）開(kāi)采效率受限，傳統(tǒng)中深孔分段采礦法中采用的進(jìn)路式采礦需頻繁調(diào)整巷道布置，機(jī)械化程度較低。
2、傳統(tǒng)的進(jìn)路式采礦法，如分層進(jìn)路法，雖然適合破碎礦體，但存在回采周期長(zhǎng)、設(shè)備利用率低等問(wèn)題；采場(chǎng)準(zhǔn)備周期：每個(gè)分層需3~5周的額外時(shí)間進(jìn)行巷道支護(hù)系統(tǒng)改造，另一方面設(shè)備空駛率高：分層進(jìn)路法因采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道的頻繁調(diào)整，鏟運(yùn)機(jī)空駛時(shí)間占比達(dá)40%，造成了設(shè)備利用率低、采礦成本增加的問(wèn)題。
3、現(xiàn)有技術(shù)中，某專利公開(kāi)了一種緩傾斜礦體中厚礦體側(cè)向預(yù)裂爆破采礦方法，具體步驟包括(1)設(shè)置盤(pán)區(qū)、回采單元；(2)布置采準(zhǔn)系統(tǒng)；(3)切割；(4)鑿巖爆破；(5)崩礦；(6)出礦；該專利通過(guò)在鑿巖塹溝沿塹溝方向按照礦石自然安息角進(jìn)行布置預(yù)裂炮孔，降低了向上扇形孔的鉆鑿量，提高了下向大直徑深孔崩礦量，有效的形成爆破預(yù)裂縫，降低礦石場(chǎng)內(nèi)損失，提高礦石回采率，降低礦石直接采礦成本；但是該采礦方法為了采礦的安全性和采場(chǎng)穩(wěn)定性，仍然在相鄰回采單元之間沿傾向方向留設(shè)間柱，底部留有塹溝，造成了礦石資源的損失，且出礦時(shí)采用留礦空?qǐng)龇ńY(jié)合二次蹦礦進(jìn)行盤(pán)區(qū)出礦，出礦工藝復(fù)雜、機(jī)械化程度較低。
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，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于中深孔爆破與進(jìn)路式協(xié)同的破碎厚大礦體聯(lián)合采礦法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中破碎厚大礦體難以安全高效開(kāi)采、機(jī)械化程度較低、動(dòng)態(tài)調(diào)控性較差的技術(shù)問(wèn)題。
2、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于中深孔爆破與進(jìn)路式協(xié)同的破碎厚大礦體聯(lián)合采礦法，包括以下步驟：
3、s1、將待開(kāi)采的破碎厚大礦體按高度劃分為若干個(gè)分段、在水平上劃分為若干個(gè)盤(pán)區(qū)，使得礦體在三維空間內(nèi)形成若干個(gè)區(qū)塊；
4、s2、所述區(qū)塊通過(guò)時(shí)序控制進(jìn)行交替作業(yè)，任一所述區(qū)塊的開(kāi)采順序?yàn)橄冗M(jìn)行預(yù)裂爆破再進(jìn)行進(jìn)路回采；
5、s3、將區(qū)塊根據(jù)其當(dāng)前所進(jìn)行的作業(yè)劃分為預(yù)裂區(qū)與回采區(qū)，所述預(yù)裂區(qū)為任意區(qū)塊中正在進(jìn)行預(yù)裂爆破的區(qū)域，所述回采區(qū)為任意區(qū)塊中正在進(jìn)行進(jìn)路回采的區(qū)域；所述預(yù)裂區(qū)與回采區(qū)在垂直方向上間隔不少于10?m，在水平方向上間隔不少于30?m；
6、s4、所述區(qū)塊進(jìn)行預(yù)裂爆破時(shí)，采用中深孔分段預(yù)裂爆破的方式，所述區(qū)塊進(jìn)行進(jìn)路回采時(shí)，采用隔一采一的順序回采，配合機(jī)械化鉆孔設(shè)備與采礦設(shè)備實(shí)現(xiàn)出礦；
7、s5、根據(jù)步驟s2~s4的方式設(shè)計(jì)并進(jìn)行待開(kāi)采的破碎厚大礦體在三維空間內(nèi)所有區(qū)塊的開(kāi)采作業(yè)，直至完成基于中深孔爆破與進(jìn)路式協(xié)同的破碎厚大礦體聯(lián)合采礦。
8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟s2中，同一區(qū)塊的預(yù)裂爆破作業(yè)至少超前進(jìn)路回采作業(yè)48小時(shí)，確保圍巖的應(yīng)力釋放。
9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟s4中，所述中深孔分段預(yù)裂爆破的方式包括：布孔為扇形中深孔布置方式，采用低威力炸藥配合空氣間隔裝藥技術(shù)進(jìn)行預(yù)裂，采用逐孔微差起爆與分區(qū)起爆相結(jié)合的爆破方式。
10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟s2中，任一所述區(qū)塊預(yù)裂爆破完成后，即時(shí)對(duì)頂板進(jìn)行動(dòng)態(tài)支護(hù)與智能監(jiān)測(cè)；任一所述區(qū)塊進(jìn)行進(jìn)路回采時(shí)，采用聯(lián)合支護(hù)與可移動(dòng)式液壓支架，實(shí)現(xiàn)安全高效回采。
11、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述智能監(jiān)測(cè)為采用微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析爆破振動(dòng)波與圍巖變形情況，以動(dòng)態(tài)調(diào)整三維空間內(nèi)各區(qū)塊的預(yù)裂爆破或進(jìn)路回采作業(yè)順序。
12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟s3中，在垂直方向上，所述回采區(qū)始終位于所述預(yù)裂區(qū)的下方；在水平方向上，所述回采區(qū)始終滯后于所述預(yù)裂區(qū)1~2個(gè)盤(pán)區(qū)。
13、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟s1中，所述分段的高度為15~30?m，所述盤(pán)區(qū)的尺寸為40~60?m*40~60?m。
14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述扇形中深孔的孔徑為90~120?mm，孔深為15~25?m，孔間距為2~3?m，排距為1.5~2.5?m。
15、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟s4中，所述區(qū)塊進(jìn)行進(jìn)路回采時(shí)，在回采區(qū)內(nèi)布置多條平行進(jìn)路，采用隔一采一順序回采，進(jìn)路的寬度為4~6?m，進(jìn)路的間距為8~10?m。
16、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述空氣間隔裝藥技術(shù)為采用底部集中裝藥+中部空氣間隔+上部堵塞的裝藥結(jié)構(gòu)，底部集中裝藥的長(zhǎng)度為孔深的1/3，中部空氣間隔的長(zhǎng)度為3~5?m，上部堵塞的長(zhǎng)度為2~3?m。
17、有益效果：
18、（1）本發(fā)明的基于中深孔爆破與進(jìn)路式協(xié)同的破碎厚大礦體聯(lián)合采礦法，在基于對(duì)待開(kāi)采的破碎厚大礦體進(jìn)行分段及分區(qū)、并對(duì)區(qū)塊的作業(yè)進(jìn)行時(shí)序和空間調(diào)控的基礎(chǔ)上，利用中深孔爆破對(duì)礦體進(jìn)行預(yù)裂，形成可控制的崩落塊度，減少了對(duì)回采區(qū)的直接擾動(dòng)，采用進(jìn)路式機(jī)械化設(shè)備對(duì)崩落礦石進(jìn)行高效回收，降低了冒頂風(fēng)險(xiǎn)，既發(fā)揮了中深孔分段采礦法的大規(guī)模崩落優(yōu)勢(shì)，又利用進(jìn)路式開(kāi)采保障了破碎礦體的安全高效回收，具有顯著的技術(shù)突破性。本技術(shù)方案采用分段中深孔預(yù)裂爆破與進(jìn)路式機(jī)械化回采深度協(xié)同作業(yè)，通過(guò)機(jī)械化協(xié)同與動(dòng)態(tài)調(diào)控，解決了破碎厚大礦體的難以安全高效開(kāi)采的技術(shù)難題。
19、（2）本發(fā)明通過(guò)在時(shí)間上限定同一區(qū)塊的預(yù)裂爆破與進(jìn)路回采作業(yè)的協(xié)同規(guī)則，確保爆破后圍巖應(yīng)力的完全釋放，避免在進(jìn)路回采時(shí)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)擾動(dòng)的疊加；另外，通過(guò)限定預(yù)裂區(qū)與回采區(qū)在垂直方向上間隔不少于10?m，在水平方向上間隔不少于30?m，在空間布局上避免了預(yù)裂爆破作業(yè)與進(jìn)路回采作業(yè)的干擾，有利于采礦的安全性與采場(chǎng)的穩(wěn)定性，既發(fā)揮了中深孔爆破的高效崩落能力，又能通過(guò)進(jìn)路式回采確保破碎礦體的安全回收，實(shí)現(xiàn)了破碎厚大礦體的高效安全回采。
20、（3）本發(fā)明的采礦法通過(guò)對(duì)礦體開(kāi)采工藝的合理設(shè)計(jì)、精細(xì)化鉆孔、低威力裝藥結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)支護(hù)與智能監(jiān)測(cè)，解決了破碎厚大礦體中深孔爆破的圍巖失穩(wěn)、礦石損失難題，同時(shí)與后續(xù)進(jìn)路式機(jī)械化回采無(wú)縫銜接，形成了一套高效、安全的聯(lián)合開(kāi)采體系。
21、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(shū)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。
1.一種基于中深孔爆破與進(jìn)路式協(xié)同的破碎厚大礦體聯(lián)合采礦法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中深孔爆破與進(jìn)路式協(xié)同的破碎厚大礦體聯(lián)合采礦法，其特征在于，在步驟s2中，同一區(qū)塊的預(yù)裂爆破作業(yè)至少超前進(jìn)路回采作業(yè)48小時(shí)，確保圍巖的應(yīng)力釋放。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中深孔爆破與進(jìn)路式協(xié)同的破碎厚大礦體聯(lián)合采礦法，其特征在于，在步驟s4中，所述中深孔分段預(yù)裂爆破的方式包括：布孔為扇形中深孔布置方式，采用低威力炸藥配合空氣間隔裝藥技術(shù)進(jìn)行預(yù)裂，采用逐孔微差起爆與分區(qū)起爆相結(jié)合的爆破方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中深孔爆破與進(jìn)路式協(xié)同的破碎厚大礦體聯(lián)合采礦法，其特征在于，在步驟s2中，任一所述區(qū)塊預(yù)裂爆破完成后，即時(shí)對(duì)頂板進(jìn)行動(dòng)態(tài)支護(hù)與智能監(jiān)測(cè)；任一所述區(qū)塊進(jìn)行進(jìn)路回采時(shí)，采用聯(lián)合支護(hù)與可移動(dòng)式液壓支架，實(shí)現(xiàn)安全高效回采。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于中深孔爆破與進(jìn)路式協(xié)同的破碎厚大礦體聯(lián)合采礦法，其特征在于，所述智能監(jiān)測(cè)為采用微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析爆破振動(dòng)波與圍巖變形情況，以動(dòng)態(tài)調(diào)整三維空間內(nèi)各區(qū)塊的預(yù)裂爆破或進(jìn)路回采作業(yè)順序。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中深孔爆破與進(jìn)路式協(xié)同的破碎厚大礦體聯(lián)合采礦法，其特征在于，在步驟s3中，在垂直方向上，所述回采區(qū)始終位于所述預(yù)裂區(qū)的下方；在水平方向上，所述回采區(qū)始終滯后于所述預(yù)裂區(qū)1~2個(gè)盤(pán)區(qū)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中深孔爆破與進(jìn)路式協(xié)同的破碎厚大礦體聯(lián)合采礦法，其特征在于，在步驟s1中，所述分段的高度為15~30?m，所述盤(pán)區(qū)的尺寸為40~60?m*40~60m。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于中深孔爆破與進(jìn)路式協(xié)同的破碎厚大礦體聯(lián)合采礦法，其特征在于，所述扇形中深孔的孔徑為90~120?mm，孔深為15~25?m，孔間距為2~3?m，排距為1.5~2.5?m。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中深孔爆破與進(jìn)路式協(xié)同的破碎厚大礦體聯(lián)合采礦法，其特征在于，在步驟s4中，所述區(qū)塊進(jìn)行進(jìn)路回采時(shí)，在回采區(qū)內(nèi)布置多條平行進(jìn)路，采用隔一采一順序回采，進(jìn)路的寬度為4~6?m，進(jìn)路的間距為8~10?m。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于中深孔爆破與進(jìn)路式協(xié)同的破碎厚大礦體聯(lián)合采礦法，其特征在于，空氣間隔裝藥技術(shù)為采用底部集中裝藥+中部空氣間隔+上部堵塞的裝藥結(jié)構(gòu)，底部集中裝藥的長(zhǎng)度為孔深的1/3，中部空氣間隔的長(zhǎng)度為3~5?m，上部堵塞的長(zhǎng)度為2~3?m。