一种防治露天转地下开采过渡期井下水患的方法

摘要

本发明公开了一种防治露天转地下开采过渡期井下水患的方法，将矿山开采阶段分为露天开采阶段（1）、露天转地下过渡阶段（2）、地下开采阶段（3）。在露天转地下过渡阶段（2）再划分为衔接生产中段（4）、应急中段（5）。在应急中段（5）内均匀划分矿房（13）和矿柱（14），先回采矿房（13）下层矿体；在矿房（13）内，开凿向上泄水井（6）与衔接生产中段（4）沟通，应急中段（5）内多个矿房（13）回采结束后，即形成了突水期间井下雨水的场所，当暴雨季节来临时，雨水涌入应急中段（5）的矿房（13）内，通过泄水井（12）流入主水仓，然后经水泵排至地表安全地段，从而解决了暴雨季节露天转地下矿山过渡期井下防排水能力不足的难题，为露天转地下矿山安全过渡提供了保障。

说明书

技术领域

本发明涉及露天转地下开采的过渡期内井下开采水患防治方法。可在黑色、有色、黄金等非煤固体矿山露天转地下开采中广泛应用。

背景技术

水害是矿山主要灾害之一。受地质条件和矿山开采历史等客观因素的影响,我国矿区水文地质条件极为复杂,无论是受水害威胁的面积、类型,还是水害威胁的严重程度,都是世界罕见的。长期以来，因为矿区水害而造成的人身伤亡和经济损失极为惨重。据不完全统计，在过去的20多年里，全国有250多个矿井被水淹没，死亡1700多人，经济损失高达350多亿元人民币。例如1999年7月12日，山东省莱芜市谷家台铁矿-100m水平28A穿脉发生透水事故，导致矿井被淹，29人死亡。

露天转地下矿山在过渡期内为了维持矿山平稳过渡，多数矿山采用露天地下联合开采。井下采用崩落法开采会引起地表塌陷直接与露天坑贯通，凹陷的露天坑形成巨大的汇水面积，在暴雨季节，大量雨水经由与露天坑相通的井巷和垫层空隙流入地下采场，酿成淹井事故，过渡期防洪工作是一个十分重要的问题。

《冶金矿山设计与建设》1997年5月第3期发表的“露天转地下开采矿山防洪排水的探讨”、“选矿技术网”2008年8月16日发表的“露天转地下开采期间通风、防寒及防洪”以及《能源技术与管理》2011年第5期发表的“露天转地下开采后大气降雨灾害防止技术研究”文章，均强调了露天转地下矿山过渡期防洪排水的重要性，而且也提到了一些矿山采取的防洪排水措施，如：在露天境界外挖掘截洪沟，将露天境界和地表岩石错动界线以外的地表水引出；在露天坑的安全平台上设截流泵站，将露天坑内的汇水排送到露天坑和错动界限以外；在井下适当的巷道中（一般利用下阶段开拓和采准巷道），装置带调节闸阀的防水闸门；坑下水泵应尽可能设置在易于集水的上部阶段中，等等。但在暴雨季节雨水瞬时间宣泄，地表防排水措施很难阻挡，井下的水仓容积、排水设备能力也有限，无法将雨水贮存或排出地表，淹井事故较难避免。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术中存在的上述缺陷，而提供一种适合于一种防治露天转地下开采过渡期井下水患的方法，该技术可以实现露天转地下过渡期的安全开采。

为实现本发明上述目的，本发明一种防治露天转地下开采过渡期井下水患的方法通过以下方案来实现：

1）将矿山开采阶段分为露天开采阶段、露天转地下过渡阶段、地下开采阶段，将所述的露天转地下过渡阶段再划分为衔接生产中段、应急中段，应急中段位于衔接生产中段的下部；在露天开采阶段进入末期时，开始建设地下开拓系统，该地下开拓系统仅建设至衔接生产中段即可，完全转入地下开采阶段的系统，可以在衔接生产中段生产过程中完成；所述的衔接生产中段通过衔接中段开拓平巷与主井贯通；在衔接生产中段靠近主井的侧下部建设辅助系统，衔接中段开拓平巷通过辅助系统的盲斜井或盲竖井、应急中段开拓平巷与应急中段贯通。

2）在应急中段内，均匀划分矿房和矿柱，并布置采准工程，先回采矿房下层矿体，矿柱暂不开采；待露天转地下过渡阶段中的衔接生产中段开采结束后，再回采矿柱。

所述的矿房和矿柱的宽度为14～16米为宜，最佳为15米。所述的先回采矿房下层矿体的高度为19～21m，最佳为20m。

 3）在矿房内，开凿向上泄水井与衔接生产中段沟通，然后在矿房的端部开凿切割井和切割巷作为回采时的补偿空间，在凿岩巷内钻凿上向扇形炮孔回采下层矿体，采下矿体经出矿巷运出；应急中段内多个矿房回采结束后，本中段即形成了突水期间井下雨水的贮存场所，在辅助系统的应急中段开拓平巷中安设密闭防水门；

4）当暴雨季节来临时，雨水经贯通渠道涌入衔接生产中段，然后经泄水井流入应急中段；衔接生产中段回采结束后，地下开采开拓系统基本也已完成，此时可以将应急中段内雨水通过泄水井、地下开采阶段开拓平巷逐量流入下设的主水仓，然后经水泵排至地表安全地段。

所述的露天转地下过渡阶段的高度以100m～120m为宜，衔接生产中段的高度在60m～80m范围。

所述的露天转地下过渡阶段中的应急中段的尺寸以40m为佳。

本发明一种防治露天转地下开采过渡期井下水患的方法通过以上技术方案具有以下积极效果：

1）应急中段内矿体回采后形成的空区作为突水期间涌水的贮存场所，该容积远远大于井下水仓容积，为井下开采提供了安全保障；

2）露天转地下过渡期内井下采矿方法选择余地加大，无需考虑水患影响，而放弃产能较大的崩落法。

附图说明

图1为本发明一种防治露天转地下开采过渡期井下水患的方法示意图。

图中标记为：

1—露天开采阶段；2—露天转地下过渡阶段；3—地下开采阶段；4—衔接生产中段；5—应急中段；6—泄水井；7—凿岩巷/堑沟；8—凿岩巷；9—出矿巷；10—防水门；11—盲斜井；12—泄水井；13—矿房；14—矿柱；15—衔接中段开拓平巷；16—应急中段开拓平巷；17—地下开采阶段开拓平巷。

具体实施方式

为进一步描述本发明，下面结合附图对本发明一种防治露天转地下开采过渡期井下水患的方法作进一步详细说明。

图1所示的一种防治露天转地下开采过渡期井下水患的方法的示意图看出，本发明将露天转地下矿山划分为三个阶段：露天开采阶段1、露天转地下过渡阶段2、地下开采阶段3。在露天转地下过渡阶段又划分为衔接生产中段4和应急中段5，应急中段5位于衔接生产中段4的下部。应急中段5高度为40m，衔接生产中段4高度为60m～80m。

在露天开采阶段1闭坑前，开始建设地下开采系统至衔接生产中段4，在衔接生产中段4靠近主井的侧下部建设辅助系统，衔接中段开拓平巷15通过辅助系统的盲斜井11、应急中段开拓平巷16与应急中段5贯通。

在应急中段5内，按照15m均匀划分矿房13和矿柱14，首先在矿房13的上分层凿岩巷内合适位置开凿泄水井6与衔接生产中段4沟通，然后在矿房13的端部开凿切割井和切割巷作为回采时的补偿空间，在凿岩巷7内钻凿上向扇形炮孔回采下层矿体，采下矿体经过位于矿房13、矿柱14底部交接处的出矿巷9运出，矿柱14暂不开采。待露天转地下过渡阶段2中的衔接生产中段4开采结束后，再回采矿柱14。

应急中段5内所有矿房13内下层矿体回采结束后，本中段即形成了突水期间井下雨水的贮存场所，在辅助系统的应急中段开拓平巷16的合适位置安设密闭防水门10。当暴雨季节来临时，雨水经贯通渠道涌入衔接生产中段4，然后经泄水井6流入应急中段。衔接生产中段4回采结束后，地下开采开拓系统基本也已完成，此时可以将应急中段内雨水通过泄水井12、地下开采阶段开拓平巷17逐量流入下设的主水仓，然后经水泵排至地表安全地段。

矿柱14是在露天转地下过渡阶段2中的衔接生产中段4开采结束后，再进行回采。