CN112253112B - 一种用于松散破碎矿体的中深孔动态挤胀采矿方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于松散破碎矿体的中深孔动态挤胀采矿方法及装置，属于金属矿山开采技术领域。利用液压挤胀装置，包括液压油泵、输油管、缸体和伸缩柱，其中液压油泵通过输油管与缸体连接，伸缩柱在缸体两侧对称布置，通过在岩体内按照不同岩性设计挤胀孔排列参数，然后安装缸体、油泵及输油管路，持续动态对岩体加压挤胀，最后将回采区域矿体彻底破坏完成回采作业。优点是实际操作简便、安全高效，可以多次循环使用，成本低廉。对比原来传统的采矿工艺，对周边围岩、充填体的破坏冲击小，可以广泛应用于地下金属矿山的松散软弱破碎矿体开采。
Description
技术领域
本发明涉及金属矿山开采技术领域，具体涉及一种用于松散破碎矿体的中深孔动态挤胀采矿方法及装置
背景技术
目前，地下金属矿山在针对松散软弱破碎矿体的开采主要采用进路式回采、充填法等工艺进行回采，取得了不错的效果，但是仍存在一些问题。由于传统的采矿工艺采用工业******的方式进行落矿，***过程中震动、冲击较大，***成本较高，对周边围岩、采场及充填体造成较大破坏，同时也对采场内作业的人员、设备安全产生不利影响。因此，采矿行业需要寻找一种新的安全、高效、低成本的采矿方法来进行松散破碎矿体的回采，提高企业经济效益，改善人员、设备作业安全性。
发明内容
本发明提供了一种用于松散破碎矿体的中深孔动态挤胀采矿方法及装置，以解决采用进路式回采、充填法回采存在的问题。
本发明采取的技术方案是：通过一种用于松散破碎矿体的中深孔动态挤胀装置，对地下金属矿山的松散软弱破碎矿体实现开采，包括下列步骤：
第一步：首先在采场上部施工凿岩作业空间，要求高度为2.5m～3m，宽度5m～7m；在采场下部施工拉底出矿层，高度2.5m～3m，宽度5m～7m；
第二步：在采场端部施工补偿空间，宽度5m～7m，高度10m～15m；
第三步：采用凿岩设备在矿体2内施工挤胀孔，孔径12cm，长度5m～8m，按照排距1m～1.2m，间距0.6m～0.8m布置，每次施工两排，采用梅花状交错布置；
第四步：将缸体安装进入挤胀孔内，同时连接液压油泵及输油管，做好准备工作；
第五步：将液压油泵初始压力设置为3MPa，使伸缩柱弹出，并与挤胀孔内壁接触；
第六步：将液压油泵缓慢加压，按照5MPa的间隔持续动态加压，直到岩体开始出现裂隙并被破坏；
第七步：岩体出现裂隙破坏后，将液压油泵压力间隔调整为10MPa，持续动态加压，直到岩体完全破坏并垮落至补偿空间；
第八步：采用无轨出矿设备进入拉底出矿层出矿，本次采矿完成；
第九步：循环第二步至第八步步骤，至整体采矿完成。
本发明通过调整第三步中调整挤胀孔的排列参数，以适不同岩性条件的矿体回采。
本发明所述地下金属矿山的松散软弱破碎矿体的RQD值小于30％，单轴抗压强度小于40MPa，开采高度小于8m，开采宽度小于6m。
本发明所述用于松散破碎矿体的中深孔动态挤胀装置包括液压油泵、输油管、缸体和伸缩柱，其中液压油泵通过输油管与缸体连接，伸缩柱在缸体两侧对称布置。
本发明所述缸体材料为45号无缝钢管，直径10cm，长度5m～8m。
本发明所述伸缩柱伸缩长度最大为5cm，材料为实心45钢。
本发明所述液压油泵提供的最大压力为200MPa。
本发明伸缩柱在缸体竖直方向上间隔50cm布置。
本发明的有益效果是：利用液压挤胀装置，通过在岩体内按照不同岩性设计挤胀孔排列参数，然后安装缸体、油泵及输油管路，持续动态对岩体加压挤胀，最后将回采区域矿体彻底破坏完成回采作业。实际操作简便、安全高效，可以多次循环使用，成本低廉。对比原来传统的采矿工艺，对周边围岩、充填体的破坏冲击小，可以广泛应用于地下金属矿山的松散软弱破碎矿体开采。
附图说明
图1是本发明采矿示意图，其中：
凿岩作业空间1、矿体2、液压油泵3、输油管4、缸体5、补偿空间6、落下矿石7、拉底出矿层9；
图2是本发明缸体的结构示意图，其中：
输油管4、缸体5、伸缩柱8；
图3是本发明缸体俯视图；
图4是本发明挤胀孔排列布置方式示意图，其中：
缸体5、补偿空间6、挤胀孔10。
具体实施方式
本发明所述地下金属矿山的松散软弱破碎矿体的RQD值小于30％，单轴抗压强度小于40MPa，开采高度小于8m，开采宽度小于6m；通过一种用于松散破碎矿体的中深孔动态挤胀装置，对地下金属矿山的松散软弱破碎矿体实现开采；所述用于松散破碎矿体的中深孔动态挤胀装置包括液压油泵3、输油管4、缸体5和伸缩柱8，其中液压油泵3通过输油管4与缸体5连接，伸缩柱8在缸体5两侧对称布置；
所述缸体5材料为45号无缝钢管，直径10cm，长度5m～8m；
所述伸缩柱8伸缩长度最大为5cm，材料为实心45钢；
所述液压油泵3提供的最大压力为200MPa；
所述伸缩柱8在缸体竖直方向上间隔50cm布置。
实施例1
包括下列步骤：
第一步：首先在采场上部施工凿岩作业空间1，要求高度为2.5m，宽度5m；在采场下部施工拉底出矿层9，高度2.5m，宽度5m；
第二步：在采场端部施工补偿空间6，宽度5m，高度10m；
第三步：采用凿岩设备在矿体2内施工挤胀孔10，孔径12cm，长度5m，按照排距1m，间距0.6m布置，每次施工两排，采用梅花状交错布置；
第四步：将缸体5安装进入挤胀孔10内，同时连接液压油泵3及输油管4，做好准备工作；
第五步：将液压油泵3初始压力设置为3MPa，使伸缩柱8弹出，并与挤胀孔10内壁接触；
第六步：将液压油泵3缓慢加压，按照5MPa的间隔持续动态加压，直到岩体开始出现裂隙并被破坏；
第七步：岩体出现裂隙破坏后，将液压油泵3压力间隔调整为10MPa，持续动态加压，直到岩体完全破坏并垮落至补偿空间6；
第八步：采用无轨出矿设备进入拉底出矿层9出矿，本次采矿完成；
第九步：循环第二步至第八步步骤，至整体采矿完成。
实施例2
包括下列步骤：
第一步：首先在采场上部施工凿岩作业空间1，要求高度为2.8m，宽度6m；在采场下部施工拉底出矿层9，高度2.8m，宽度6m；
第二步：在采场端部施工补偿空间6，宽度6m，高度12m；
第三步：采用凿岩设备在矿体2内施工挤胀孔10，孔径12cm，长度6.5m，按照排距1.1m，间距0.7m布置，每次施工两排，采用梅花状交错布置；
第四步：将缸体5安装进入挤胀孔10内，同时连接液压油泵3及输油管4，做好准备工作；
第五步：将液压油泵3初始压力设置为3MPa，使伸缩柱8弹出，并与挤胀孔10内壁接触；
第六步：将液压油泵3缓慢加压，按照5MPa的间隔持续动态加压，直到岩体开始出现裂隙并被破坏；
第七步：岩体出现裂隙破坏后，将液压油泵3压力间隔调整为10MPa，持续动态加压，直到岩体完全破坏并垮落至补偿空间6；
第八步：采用无轨出矿设备进入拉底出矿层9出矿，本次采矿完成；
第九步：循环第二步至第八步步骤，至整体采矿完成。
实施例3
包括下列步骤：
第一步：首先在采场上部施工凿岩作业空间1，要求高度为3m，宽度7m；在采场下部施工拉底出矿层9，高度3m，宽度7m；
第二步：在采场端部施工补偿空间6，宽度7m，高度15m；
第三步：采用凿岩设备在矿体2内施工挤胀孔10，孔径12cm，长度8m，按照排距1.2m，间距0.8m布置，每次施工两排，采用梅花状交错布置；
第四步：将缸体5安装进入挤胀孔10内，同时连接液压油泵3及输油管4，做好准备工作；
第五步：将液压油泵3初始压力设置为3MPa，使伸缩柱8弹出，并与挤胀孔10内壁接触；
第六步：将液压油泵3缓慢加压，按照5MPa的间隔持续动态加压，直到岩体开始出现裂隙并被破坏；
第七步：岩体出现裂隙破坏后，将液压油泵3压力间隔调整为10MPa，持续动态加压，直到岩体完全破坏并垮落至补偿空间6；
第八步：采用无轨出矿设备进入拉底出矿层9出矿，本次采矿完成；
第九步：循环第二步至第八步步骤，至整体采矿完成。
Claims (6)
1.一种用于松散破碎矿体的中深孔动态挤胀采矿方法，其特征在于，通过一种用于松散破碎矿体的中深孔动态挤胀装置，对地下金属矿山的松散软弱破碎矿体实现开采，所述用于松散破碎矿体的中深孔动态挤胀装置包括液压油泵、输油管、缸体和伸缩柱，其中液压油泵通过输油管与缸体连接，伸缩柱在缸体两侧对称布置；所述地下金属矿山的松散软弱破碎矿体的RQD值小于30％，单轴抗压强度小于40MPa，开采高度小于8m，开采宽度小于6m；包括下列步骤：
第一步：首先在采场上部施工凿岩作业空间，要求高度为2.5m～3m，宽度5m～7m；在采场下部施工拉底出矿层，高度2.5m～3m，宽度5m～7m；
第二步：在采场端部施工补偿空间，宽度5m～7m，高度10m～15m；
第三步：采用凿岩设备施工挤胀孔，孔径12cm，长度5m～8m，按照排距1m～1.2m，间距0.6m～0.8m布置，每次施工两排，采用梅花状交错布置；
第四步：将缸体安装进入挤胀孔内，同时连接液压油泵及输油管，做好准备工作；
第五步：将液压油泵初始压力设置为3MPa，使伸缩柱弹出，并与挤胀孔内壁接触；
第六步：将液压油泵缓慢加压，按照5MPa的间隔持续动态加压，直到岩体开始出现裂隙并被破坏；
第七步：岩体出现裂隙破坏后，将液压油泵压力间隔调整为10MPa，持续动态加压，直到岩体完全破坏并垮落至补偿空间；
第八步：采用无轨出矿设备进入拉底出矿层出矿，本次采矿完成；
第九步：循环第二步至第八步步骤，至整体采矿完成。
2.根据权利要求1所述的一种用于松散破碎矿体的中深孔动态挤胀采矿方法，其特征在于：通过调整第三步中调整挤胀孔的排列参数，以适不同岩性条件的矿体回采。
3.根据权利要求1所述的一种用于松散破碎矿体的中深孔动态挤胀采矿方法，其特征在于：所述缸体材料为45号无缝钢管，直径10cm，长度5m～8m。
4.根据权利要求1所述的一种用于松散破碎矿体的中深孔动态挤胀采矿方法，其特征在于：所述伸缩柱伸缩长度最大为5cm，材料为实心45钢。
5.根据权利要求1所述的一种用于松散破碎矿体的中深孔动态挤胀采矿方法，其特征在于：所述液压油泵提供的最大压力为200MPa。
6.根据权利要求1所述的一种用于松散破碎矿体的中深孔动态挤胀采矿方法，其特征在于：伸缩柱在缸体竖直方向上间隔50cm布置。
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