一种钢筋混凝土柔性假顶矿废隔离的崩落采矿方法技术

本发明专利技术涉及一种钢筋混凝土柔性假顶矿废隔离的崩落采矿法，本发明专利技术以有底柱阶段自然崩落采矿法为例，包括在矿块顶部切顶然后全面连续铺设钢筋混凝土柔性假顶，用于隔离废石覆盖层与崩落矿石，矿石是在钢筋混凝土柔性假顶的保护下进行放出，有效阻止废石在放矿过程中混入矿石，其他采矿工艺与原采矿方法相同。所述钢筋混凝土柔性假顶特征在于具有“局部刚性，整体柔性”的变形特性。

A Caving Mining Method for Waste Isolation of Reinforced Concrete Flexible Artificial Roof

The invention relates to a caving mining method for waste isolation of reinforced concrete flexible pseudo-roof. The method takes the natural caving mining method at the bottom pillar stage as an example, including cutting the roof at the top of the ore block and laying the reinforced concrete flexible pseudo-roof continuously in an all-round way to isolate the waste rock cover and caving ore. The ore is released under the protection of the reinforced concrete flexible pseudo-roof to effectively prevent the waste rock. When ore is mixed in the drawing process, other mining processes are the same as the original mining method. The reinforced concrete flexible false roof is characterized by its deformation characteristics of \local rigidity and overall flexibility\.

【技术实现步骤摘要】
一种钢筋混凝土柔性假顶矿废隔离的崩落采矿方法
本专利技术涉及地下采矿方法领域，特别涉及一种钢筋混凝土柔性假顶矿废隔离的崩落采矿方法。
技术介绍
在各类崩落采矿法中，大量崩落矿石的有分段崩落法和阶段崩落法，纵观国内外采矿发展现状，分段崩落法和阶段崩落法在国内外地下矿山得到广泛的应用，该类采矿方法的共同特点是崩落矿石与废石覆盖层直接接触，崩落矿石在废石覆盖层的包围下进行放矿，我国崩落采矿法经过多年的发展，在理论研究与生产实践取得了丰硕的成果和积累了丰富的经验，但相比国外先进矿山，我国的技术水平还相对落后，总而言之，在覆岩条件下的放矿，废石极易混入矿石，造成回采矿石的贫化及损失较大，且难于控制，我国崩落法矿山的损失率一般为20%~30%，贫化率为25%~35%，同国外先进水平相比，一般要高出10%~15%。对于我国崩落采矿法普遍存在的上述问题，科研学者与采矿工作者都进行了大量的理论研究与实践工作，概况起来主要表现在四个方面：第一，主要针对放矿理论进行补充和完善，以指导生产中的放矿作业与采场结构参数确定；第二，从放矿管理与控制的改进来控制废石的混入率，以达到减小贫化率和提高回收率；第三，优化采场结构参数，使分段高度、进路间距和崩矿步距三者合理匹配，符合放出体形态在空间上相吻合的要求；第四，人工假顶的利用与研究。就当前而言，人工假顶一般多用于分层崩落法以及与嗣后充填采矿法结合应用，而在大量崩落矿石的分段崩落法和阶段崩落法中则鲜有文献报道，如专利“一种带钢混结构人工假顶的无底柱分段崩落法”、“一种带钢混结构人工假顶的平底结构有底柱分段崩落法”和“使用钢混结构人工假顶的端部放矿崩落法高效开采工艺”，三者专利对有底柱分段崩落法进行了改进，其技术目的类似，本质是在分段崩落法开采进路中铺设假顶，以阻止废石漏斗的形成，三者专利所铺设的假顶尺寸较小，有异于本专利技术所述的在矿块顶部全面铺设钢筋混凝土柔性假顶。崩落采矿法回采矿石的贫化及损失较大的本质是废石与矿石直接接触，到目前为止还未能找到一个获得广泛认可的解决方法，以往进行的大量研究使放矿回收指标在一定程度上得到控制，但是还未解决其本质问题，即将废石与矿石隔离，因此，若能解决矿石与废石的隔离问题，则对降低矿石的贫化、损失率具有重要的现实意义，特专利技术一种钢筋混凝土柔性假顶矿废隔离的崩落采矿方法。
技术实现思路
针对上述问题，为了提高崩落采矿法矿石回收指标，即降低矿石的贫化、损失率，专利技术了一种有效隔离废石覆盖层的钢筋混凝土柔性假顶矿废隔离的崩落采矿方法。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的。本专利技术说明书以有底柱阶段自然崩落法为例，拟在矿块顶部全面连续铺设钢筋混凝土柔性假顶（4），假顶四周无固定，在切顶时顶板自然冒落或进行人工强制放顶，形成覆盖层（5），然后依据自然崩落法的工艺进行开采，当下部矿石放出时，假顶随矿石界面的下降而逐渐下移，钢筋混凝土柔性假顶（4）主要起到隔离废石的作用。本专利技术所述钢筋混凝土柔性假顶（4）由钢丝绳、钢筋网及混凝土构成，钢丝绳编制成1m×1m的网状结构置入底部，然后铺设钢筋网，网格尺寸为20cm×20cm，钢丝绳与钢筋网绑扎为一个整体，最后喷射厚度为30cm左右的C25混凝土。本专利技术钢筋混凝土柔性假顶（4）的铺设方法为：首先在开采矿块顶部进行切顶（11），切顶方法需视工程地质条件优劣情况，当顶板允许大面积暴露时可分区大范围切顶然后进行假顶铺设；若矿岩体破碎顶板不允许大面积暴露时，切顶可借鉴单层崩落采矿法的工艺进行，即条带式切顶，然后立即铺设假顶，此时钢丝绳和钢筋需留有足够的搭接长度，以实现假顶连续铺设，假顶铺设工作由矿块一端向另一端逐步推进，其他采矿作业工序均与有底柱阶段自然崩落法相同。本专利技术钢筋混凝土柔性假顶（4）的作用机理为：放矿时钢筋混凝土柔性假顶（4）随着崩落矿石（6）的放出逐步下移，由于在放矿漏斗流轴上矿石散体流动速度较快，形成凹陷移动漏斗，对应该处钢筋混凝土柔性假顶（4）失去支撑，使其受到弯矩的作用，在合力作用点处筋混凝土柔性假顶（4）发生大变形并使混凝土（2）产生破坏，破坏后的混凝土块体由钢筋网（1）连接，保持假顶的整体性，此时，混凝土（2）的作用是承受废石覆盖层（5）的压力以及对钢丝绳（3）和钢筋网（1）的保护，钢筋混凝土柔性假顶（4）所承受的弯矩转化由钢丝绳（3）与钢筋网（1）承担，由于钢丝绳（3）和钢筋网（1）能承受较大的拉力，使钢筋混凝土假顶在大尺度范围呈现出“局部刚性，整体柔性”的变形特性。本专利技术钢筋混凝土柔性假顶（4）的技术作用特点是：允许钢筋混凝土柔性假顶（4）的混凝土在一定范围内发生破坏，以钢筋网保持假顶结构的完整性，同时以钢筋网及钢丝绳的抗拉强度来承担荷载的作用。本专利技术与现有技术相比，其有益之处在于：（1）本专利技术采用钢筋混凝土柔性假顶是在不改变原有采矿工艺的基础上，在矿块顶部进行切顶全面铺设，铺设范围广，废石隔离作用明显；（2）本专利技术提出了异于传统的钢筋混凝土假顶结构，将传统的钢筋混凝土结构在大尺度范围内“柔性”化，能随着矿石的放出发生相应的变形，使其受力均匀，有利于放矿过程中保持钢筋混凝土柔性假顶的整体性和稳定性。附图说明图1为本专利技术钢筋混凝土柔性假顶结构示意图。图2为本专利技术带钢筋混凝土柔性假顶有底柱阶段自然崩落采矿法左视图。图3为本专利技术带钢筋混凝土柔性假顶有底柱阶段自然崩落采矿法主视图。图4为本专利技术钢筋混凝土柔性假顶铺设示意图。图5为本专利技术钢筋混凝土柔性假顶在放矿过程中的下移及变形示意图。图6为本专利技术柔性假顶条件下放矿试验椭球体形态变化示意图。图中1为钢筋网、2为混凝土、3为钢丝绳、4为筋混凝土柔性假顶、5为废石覆盖层、6为崩落矿石、7为电耙道、8为溜井、9为沿脉装矿巷道、10为拉底切割槽、11为切顶、12为未崩落矿体；Ⅰ为不带柔性假顶条件下的放出体形态、Ⅱ为柔性假顶条件下放出体形态。具体实施方式下面结合附图进一步说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示为本专利技术钢筋混凝土柔性假顶，由钢筋网1、钢丝绳3和混凝土2组成，钢筋网焊接而成，网格尺寸为20cm×20cm，钢丝绳编制成1m×1m的网状结构，并与钢筋网绑扎为一个整体，喷射强度C25混凝土，厚度为30cm。具体实施方式以有底柱阶段自然崩落法为例，如图2和图3所示为带钢筋混凝土柔性假顶4有底柱阶段自然崩落采矿法，采矿工艺与原工艺相同，即矿石自然崩落，从底部漏斗放出，通过电耙道7将矿石耙入溜井8，在沿脉装矿巷道9进行装矿，其不同点为在矿块顶部铺设钢筋混凝土柔性假顶4，用于隔离上部废石覆盖层，防止放矿过程中废石混入。如图4所示为钢筋混凝土柔性假顶4的铺设方法，首先在开采矿块顶部进行切顶，切顶高度为2m左右，当工程地质条件允许顶板大面积暴露时可较大范围切顶然后进行假顶铺设；若顶板不稳固时，切顶可借鉴单层崩落采矿法（长臂式崩落法）的工艺进行，即条带式切顶，然后立即铺设假顶，采用从一端向另一端连续推进的方式进行，此时钢丝绳3和钢筋1需留有足够的搭接长度，以实现假顶连续铺设，铺设假顶时首先铺设钢丝绳3，在钢丝绳3上铺设钢筋网1，将两者绑扎为一个整体后立即喷射混凝土2。待混凝土达到要求强度，在假顶上铺设80cm~100cm厚的缓冲层，缓冲层由如竹片、稻草、树枝等矿山当地易获得的材料组成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢筋混凝土柔性假顶矿废隔离的崩落采矿方法，本专利技术以有底柱阶段自然崩落采矿法为例，包括在矿块顶部切顶然后全面连续铺设钢筋混凝土柔性假顶（4），并在上面铺设缓冲层，防止崩落围岩对假顶造成的冲击作用，铺设钢筋混凝土柔性假顶（4）用于隔离废石覆盖层（5）和崩落矿石（6），崩落矿石（6）是在钢筋混凝土柔性假顶（4）的保护下进行放出，有效阻止废石在放矿过程中混入矿石，其他采矿工艺与原采矿方法相同。

【技术特征摘要】
1.一种钢筋混凝土柔性假顶矿废隔离的崩落采矿方法，本发明以有底柱阶段自然崩落采矿法为例，包括在矿块顶部切顶然后全面连续铺设钢筋混凝土柔性假顶（4），并在上面铺设缓冲层，防止崩落围岩对假顶造成的冲击作用，铺设钢筋混凝土柔性假顶（4）用于隔离废石覆盖层（5）和崩落矿石（6），崩落矿石（6）是在钢筋混凝土柔性假顶（4）的保护下进行放出，有效阻止废石在放矿过程中混入矿石，其他采矿工艺与原采矿方法相同。2.根据权利要求书1所述的钢筋混凝土柔性假顶矿废隔离的崩落采矿方法，其特征在于所述钢筋混凝土柔性假顶（4）由钢丝绳（3）、钢筋网（1）及混凝土（2）构成；钢丝绳（3）编制成1m×1m的网状结构，然后铺设钢筋网（1）于其上部，网格尺寸为20cm×20cm，钢丝绳与钢筋网绑扎为一个整体，最后喷射C25混凝土，厚度为30cm左右。3.根据权利要求书1所述的钢筋混凝土柔性假顶矿废隔离的崩落采矿方法，其特征在于所述在矿块顶部全面连续铺设钢筋混凝土柔性假顶（4），首先在开采矿块顶部进行切顶（11），当顶板允许大面积暴露时可大范围切顶然后进行假顶铺设；...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁维，赵维生，侯克鹏，
申请(专利权)人：贵州理工学院，
类型：发明
国别省市：贵州,52