專利名稱：露天轉(zhuǎn)地下開采中的礦柱回收和墊層成形一體化技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)，具體涉及露天轉(zhuǎn)地下開采過程中的礦柱回采及墊層形成技術(shù)，可在黑色、有色、化工等非煤固體礦山露天轉(zhuǎn)地下開采中廣泛應(yīng)用。
背景技術(shù)：
當(dāng)?shù)V產(chǎn)資源埋藏深度過大采用露天開采在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上不合理必須進(jìn)行地下開采。目前，我國大部分黑色金屬露天礦山即將面臨由露天轉(zhuǎn)入地下開采的問題。由露天開采轉(zhuǎn)入地下開采會(huì)遇到許多新的技術(shù)問題，而如何實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)折期間的平穩(wěn)過渡、降低采礦成本、提高資源回采率是企業(yè)最關(guān)心的主要問題。在露天轉(zhuǎn)地下開采的礦山中，對(duì)于深部使用崩落法的礦山，前期墊層的形成主要是采用在回采前期人工將廢石回填于露天坑，或者人工誘導(dǎo)使露天邊坡失穩(wěn)。這些方法投入大、耗時(shí)耗力，礦山在露天轉(zhuǎn)入地下過程中，較難平穩(wěn)過渡。中國選礦技術(shù)網(wǎng)2008年8月18日發(fā)表的“露天轉(zhuǎn)地下開采時(shí)的開采技術(shù)”一文指出，露天轉(zhuǎn)地下開采采用空?qǐng)霾傻V法和充填采礦法時(shí)，一般要留境界礦柱；采用崩落采礦法時(shí)，可不留境界礦柱，但需要形成一定厚度的覆蓋層。關(guān)于境界頂柱的安全厚度，因其影響因素較多或一些參數(shù)難于確定，也難采用理論計(jì)算的方法確定，在實(shí)踐生產(chǎn)中，大多數(shù)礦山仍參照類似礦山的經(jīng)驗(yàn)選取。根據(jù)礦巖的穩(wěn)固性，其厚度一般為10 30m，通常境界頂柱的厚度，因露天開采爆破的影響，其厚度比一般地下開采的頂柱厚度大。但該文并沒有揭示礦柱回采及墊層形成的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題而提供一種露天轉(zhuǎn)地下開采中的礦柱回收和墊層成形一體化技術(shù)，該技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)露天與地下同時(shí)作業(yè)、平穩(wěn)過渡，提高露天地下同時(shí)開采的安全性，而且回收礦柱的同時(shí)，還解決了崩落法回采所需的覆蓋墊層，大大減小了崩落法作業(yè)的貧化率。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的，本發(fā)明露天轉(zhuǎn)地下開采中的礦柱回收和墊層成形一體化技術(shù)通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
在露天轉(zhuǎn)地下開采過程中，首先在露天坑底部留設(shè)足夠厚度的境界頂柱，以保證地下開采的安全。然后在地下開采第一中段采用留設(shè)較大參數(shù)礦柱的空?qǐng)龇ɑ夭?，以減弱地下開采對(duì)露天邊坡的影響。待第一中段和露天開采完畢，在進(jìn)行礦柱回收的同時(shí)形成下中段崩落法所需的覆蓋層。其具體工藝、步驟為:
1)在露天開采進(jìn)入后期，為保證地下開采的安全，預(yù)留露天坑底境界頂柱，并同步采用大參數(shù)間柱空?qǐng)龇▽?duì)地下開采第一中段進(jìn)行地下開采，在地下開采的空?qǐng)龇▍^(qū)段內(nèi)布置有礦房和礦柱，所述的境界頂柱的厚度為30 40m，所述的礦柱的尺寸為10 16m ；
2)在露天開采和空?qǐng)龇▍^(qū)段開采結(jié)束時(shí)，采用露天鑿巖設(shè)備在露天坑底境界頂柱內(nèi)布置炮孔，采用空?qǐng)龇▍^(qū)段內(nèi)開采時(shí)使用的鑿巖設(shè)備在礦柱內(nèi)布置炮孔，然后同時(shí)裝藥分段起爆，先起爆礦柱內(nèi)炮孔，再起爆露天坑底境界頂柱內(nèi)炮孔，爆破后的礦石堆不僅可在下中段出礦時(shí)放出，而且是下中段崩落法回采時(shí)良好的覆蓋墊層。起爆落下的礦石形成墊層；
3)在地下開采的下中段再采用崩落法采礦，在崩落法區(qū)段開采時(shí)順帶回收墊層的礦
O所述的礦柱的尺寸最佳為12 15m,所述的礦房尺寸以12 15m為宜。本發(fā)明針對(duì)露天轉(zhuǎn)地下崩落法過程中，覆蓋墊層需要在開采前期通過對(duì)露天坑回填或者誘導(dǎo)邊坡失穩(wěn)形成后，才能開始地下采礦。通過本發(fā)明技術(shù)方案中的預(yù)留的境界頂柱、采用大參數(shù)間柱空?qǐng)龇ǎ瑢?shí)現(xiàn)露天與地下同時(shí)作業(yè)、平穩(wěn)過渡，提高露天地下同時(shí)開采的安全性?；厥盏V柱的同時(shí)，利用崩落的礦柱自然形成下中段回采的墊層，不僅回收了大量的礦石，還解決了崩落法回采所需的覆蓋墊層。利用礦石堆作為墊層大大減小了崩落法作業(yè)的貧化率。


圖1為礦柱回收和墊層成形一體化技術(shù)的形成過程示意圖。附圖標(biāo)記為:1—露天坑底境界頂柱，2—礦房,3—礦柱,4一墊層。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明露天轉(zhuǎn)地下開采中的礦柱回收和墊層成形一體化技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

由圖1所示的礦柱回收和墊層成形一體化技術(shù)的形成過程示意圖可以看出，本發(fā)明在露天轉(zhuǎn)地下崩落法過程中，增加了地下空?qǐng)龇▍^(qū)段。待露天開采和空?qǐng)龇ㄈ块_采結(jié)束后，才真正轉(zhuǎn)為崩落法開采。為了實(shí)現(xiàn)露天轉(zhuǎn)地下礦山平穩(wěn)過渡，在露天開采的后期，露天和地下同時(shí)生產(chǎn)，在露天開采區(qū)段和地下開采區(qū)段間留設(shè)了 30 40m的境界頂柱I。在空?qǐng)龇▍^(qū)段內(nèi)，布置有礦房2和礦柱3。為了保護(hù)露天開采的安全，空?qǐng)龇▍^(qū)段內(nèi)適當(dāng)加大了所留設(shè)礦柱3的尺寸，由一般空?qǐng)龇ǖV柱尺寸的3m 5m加大到12m 15m。將礦柱尺寸加大的作用一是為了增加采空的礦房2的穩(wěn)定程度，二是為了后期回收礦柱時(shí)便于鑿巖。露天開采和空?qǐng)龇▍^(qū)段開采結(jié)束時(shí)，為了形成崩落法區(qū)段內(nèi)所需的墊層。使用露天鑿巖設(shè)備在境界頂柱I內(nèi)布置炮孔；由于礦柱3在開采前期留設(shè)時(shí)，已適當(dāng)加大了參數(shù)，故可在礦柱3內(nèi)布置鑿巖道進(jìn)行鑿巖，采用空?qǐng)龇▍^(qū)段回采時(shí)使用的鑿巖設(shè)備在礦柱3內(nèi)布置炮孔。然后同時(shí)裝藥分段起爆，先起爆礦柱3內(nèi)炮孔，再起爆境界頂柱I內(nèi)炮孔。最后覆蓋墊層4形成，同時(shí)崩落的礦柱本身就是礦石，隨著下部崩落法區(qū)段的回采，可以順帶回收。
權(quán)利要求
1.ー種露天轉(zhuǎn)地下開采中的礦柱回收和墊層成形一體化技術(shù)，其特征在于采用以下技術(shù)方案: 1)在露天開采進(jìn)入后期，預(yù)留露天坑底境界頂柱(1)，同步采用大參數(shù)間柱空?qǐng)龇▽?duì)地下開采第一中段進(jìn)行地下開采，在地下開采的空?qǐng)龇▍^(qū)段內(nèi)布置有礦房(2)和礦柱(3)，所述的境界頂柱(I)的厚度為30 40m,所述的礦柱(3)的尺寸為10 16m ； 2)在露天開采和空?qǐng)龇▍^(qū)段開采結(jié)束時(shí)，采用露天鑿巖設(shè)備在露天坑底境界頂柱(I)內(nèi)布置炮孔，采用空?qǐng)龇▍^(qū)段內(nèi)開采時(shí)使用的鑿巖設(shè)備在礦柱(3)內(nèi)布置炮孔，然后同時(shí)裝藥分段起爆，先起爆礦柱(3)內(nèi)炮孔，再起爆露天坑底境界頂柱(I)內(nèi)炮孔,起爆落下的礦石形成墊層(4); 3)在地下開采的下中段再采用崩落法采礦，在崩落法區(qū)段開采時(shí)順帶回收墊層(4)的礦石。
2.如權(quán)利要求1所述的露天轉(zhuǎn)地下開采中的礦柱回收和墊層成形一體化技術(shù)，其特征在于:所述的礦柱(3)的尺寸為12 15m。
3.如權(quán)利要求1或2所述的天轉(zhuǎn)地下開采中的礦柱回收和墊層成形一體化技術(shù)，其特征在于:所述的礦房尺寸為12 15m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種露天轉(zhuǎn)地下開采中的礦柱回收和墊層成形一體化技術(shù)在露天開采進(jìn)入后期，預(yù)留露天坑底境界頂柱(1)，同步采用大參數(shù)間柱空?qǐng)龇▽?duì)地下開采第一中段進(jìn)行地下開采；在露天開采和空?qǐng)龇▍^(qū)段開采結(jié)束時(shí)，在境界頂柱(1)內(nèi)布置炮孔，在礦柱(3)內(nèi)布置炮孔，然后同時(shí)裝藥分段起爆，先起爆礦柱(3)內(nèi)炮孔，再起爆露天坑底境界頂柱(1)內(nèi)炮孔，起爆落下的礦石形成墊層(4)；在地下開采的下中段再采用崩落法采礦，在崩落法區(qū)段開采時(shí)順帶回收墊層(4)的礦石。本發(fā)明不僅實(shí)現(xiàn)了露天與地下同時(shí)作業(yè)、平穩(wěn)過渡，提高露天地下同時(shí)開采的安全性，回收了大量的礦石，還解決了崩落法回采所需的覆蓋墊層，大大減小了崩落法作業(yè)的貧化率。
文檔編號(hào)E21C41/16GK103114855SQ201310059938
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月26日
發(fā)明者王運(yùn)敏, 汪為平, 孫麗軍 申請(qǐng)人:中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司