一种人工冻结采场顶板深孔崩矿嗣后充填采矿法

摘要

本发明公开了一种地下矿人工冻结采场顶板深孔崩矿嗣后充填采矿法，利用人工冻结方法，将极不稳固的采场顶板冻结成一个稳固的冻结体，为人员和设备进入采场创造条件；然后采用大直径深孔崩矿嗣后充填采矿工艺，中深孔崩矿，回采完毕后一次性充填采空区，最后对冻结体进行解冻，从而实现顶板极不稳固矿体安全高效开采的目的。本发明特别适用于地下金属矿开采难度大，顶板矿岩裂隙及导水结构发育，松软破碎且极不稳固矿（岩）体回采中，具有作业安全、生产效率高、矿块生产能力大、采矿成本低的特点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种深孔崩矿嗣后充填采矿法，特别是涉及一种地下 矿人工冻结采场顶板深孔崩矿嗣后充填采矿法。

背景技术

松软破碎金属矿床一直被视为一种复杂难采矿体，由于矿体的节 理裂隙及导水结构发育，矿岩整体稳定性较差，容许暴露面积小，采 场顶板极易冒落，人员和设备无法进入采场内作业，也难以采用高效 率的采矿方法。针对该类矿体的特点，传统工艺中多采用下向进路式 充填采矿法进行开采，矿体被划分为多个分层和多条进路，然后通过 构筑人工假顶作为下一分层矿体开采的顶板，人员和设备在人工假顶 下作业。存在着工艺复杂、作业效率低、矿块生产能力低及采矿和充 填成本高等缺点，影响了整个矿块的生产能力，也制约了高效率采矿 方法的使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种作业安全、提高盘区生产 能力，大幅度降低采矿成本和充填成本的人工冻结采场顶板深孔崩矿 嗣后充填采矿法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的人工冻结采场顶板深孔崩 矿嗣后充填采矿法，利用人工冻结法，将极不稳固采场顶板冻结成一 个稳固的冻结体，然后在稳固的冻结顶板下采用大直径深孔崩矿嗣后 充填采矿工艺，中深孔崩矿，回采完毕后一次性充填采空区，最后对 冻结体进行解冻。

根据采场结构尺寸，首先确定冻结范围和冻结体强度技术要求， 并进行冻结参数设计和冻结设备选型，然后在穿脉巷道中依次进行： 钻凿冻结孔、冻结管路的安装、冻结系统的安装与调试、冻结系统运 转、工程监测工序，将极不稳固的顶板冻结成一个冻结体；待冻结体 各项技术指标达到设计要求后，人员和设备进入冻结顶板下，在凿岩 巷道中钻凿下向中深孔，以切割天井为爆破自由面、中深孔拉底空间 为补偿空间进行分排爆破，完成回采作业；利用铲运机从底部出矿巷 道进入采场进行出矿；待出矿完毕后，一次性充填采空区，最后对冻 结体进行解冻。

所述的极不稳固采场顶板为节理裂隙和导水结构发育的松软破 碎矿体。

采用上述技术方案的人工冻结采场顶板深孔崩矿嗣后充填采矿 法，在节理裂隙和导水结构发育的松软破碎矿体中，利用人工制冷技 术，钻凿冻结孔，并安装冻结系统预先将顶板区域的破碎矿（岩）体 进行冻结，使得原本节理裂隙十分发育、或者是松散状的破碎矿（岩） 体，形成一个冻结体，从而避免顶板垮塌、冒落；然后在稳固的冻结 顶板下，人员和设备进入采场内，钻凿中深孔炮孔，并完成装药、爆 破、出矿等工作，回采完毕后，一次性充填采空区，最后对冻结体进 行解冻。从而达到作业安全、提高矿块生产能力，大幅度降低采矿和 充填成本的目的。

本发明适用于地下金属矿开采难度大，顶板矿岩裂隙及导水结构 发育、松软破碎极不稳固矿（岩）体回采中，实现了高效的采矿工艺， 作业安全，矿块生产能力大幅提高，采矿成本大幅降低。

本发明的有益效果是，将极不稳固的采场顶板岩体冻结成一个稳 固的冻结体，采用大直径深孔回采工艺，人员和设备可以直接在顶板 下进行回采作业，采场生产能力大、一次性充填采空区、采矿成本低， 解决了不稳固顶板下矿体安全开采的难题。

附图说明

图1是人工冻结采场顶板深孔崩矿嗣后充填采矿法设计主视图即 沿图2中I-I线剖示图。

图2是沿图1中II-II线剖面图。

图中：1.中段运输巷道，2.崩落矿石，3.切割天井，4.中深孔， 5.凿岩巷道，6.穿脉巷道，7.冻结体，8.冻结孔，9.凿岩巷道联络巷， 10.采场边界线，11.中深孔拉底空间，12.底部出矿巷道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

对于节理裂隙和导水结构发育的松软破碎矿体的极不稳固采场 顶板，利用人工冻结法，将极不稳固采场顶板冻结成一个稳固的冻结 体，然后在稳固的冻结顶板下采用大直径深孔崩矿嗣后充填采矿工 艺，中深孔崩矿，回采完毕后一次性充填采空区，最后对冻结体进行 解冻。

参见图1和图2，穿脉巷道6连接中段运输巷道1，在采场边界 线10内，根据采场结构尺寸，首先确定冻结范围和冻结体强度等技 术要求，并进行冻结参数设计和冻结设备选型，然后在穿脉巷道6中 依次进行：钻凿冻结孔8、冻结管路的安装、冻结系统的安装与调试、 冻结系统运转、工程监测工序，将极不稳固的节理裂隙和导水结构发 育的松软破碎矿体的顶板冻结成一个冻结体7；待冻结体7各项技术 指标达到设计要求后，人员和设备进入冻结顶板下，凿岩巷道5连接 凿岩巷道联络巷9，在凿岩巷道5中钻凿下向中深孔4，以切割天井3 为爆破自由面、中深孔拉底空间11为补偿空间进行分排爆破，完成 回采作业，崩落矿石2落在中深孔拉底空间11内；利用铲运机从底 部出矿巷道12进入采场进行出矿，底部出矿巷道12连接中段运输巷 道1，出矿作业是在冻结顶板下进行，可以确保人员和设备的安全； 待出矿完毕后，一次性充填采空区，最后对冻结体进行解冻。

在整个采矿过程中，加强对冻结体7的维护冻结和工程监测。