一种利用3D打印网状构件与废石进行填充的非爆采矿方法技术

本发明专利技术公开了一种利用3D打印网状构件与废石进行填充的非爆采矿方法，采矿方法包括：在矿体的上中段，沿着矿体走向在矿体内部施工出上巷道，在矿体的下中段，沿着水平方向在矿体下盘施工出下巷道；先利用低矮大扭矩反井钻机在矿体中间施工钻孔，再利用低矮大扭矩反井钻机的刀盘自下向上切割矿体内的破碎矿体，破碎矿体被切割成粉状矿体，所述粉状矿体落入下巷道内，矿体内形成采空区；回采完成后，将3D打印高强度树脂网状构件置于采空区内，在3D打印高强度树脂网状构件内充填废石，采矿结束。本采矿方法实现了非爆采矿，减小了落矿过程中对上下盘围岩扰动，减少了围岩混入矿石中情况，降低了矿石贫化率，保证了矿石开采的安全性，成本低，效率高。效率高。效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种利用3D打印网状构件与废石进行填充的非爆采矿方法


[0001]本专利技术涉及采矿
，特别是指一种利用3D打印网状构件与废石进行填充的非爆采矿方法。

技术介绍

[0002]急倾斜薄矿体在我国金属矿产资源中占有相当一部分比例。该类矿体的开采难度和矿体稳定性、上下盘围岩稳定性等因素密切关联。若上下盘围岩稳定性较好，则无论矿体稳定性情况如何，其开采难度就会大幅降低，例如专利CN110985114A、CN110952982A和CN110905509A所述的中深孔分段充填法、中深孔预裂爆破法和深孔留矿采矿法等。上述方法虽在一定程度上提高了回采效率，但所造成的矿石贫化率高和开采成本高的技术问题也不能忽视。而若上下盘围岩稳定性较差，则该类矿体的开采难度与安全隐患则大幅度提高。该类矿体开采往往存在生产效率低（主要以削壁充填法和浅孔留矿法为主）、贫化指标大等问题。工程师和研究人员常采用锚杆（索）进行加固上下盘或采用下向进路式充填法进行开采。
[0003]上述急倾斜薄矿体在开采过程中，均以爆破为手段对矿体进行落矿，爆破震动对上下盘围岩与矿体的稳定性都有显著影响，极易诱发采场矿体坍塌、上下盘围岩垮冒等安全风险。此外，现有技术采用的充填法充填材料主要以尾砂胶结充填体为主，而添加胶凝材料的胶结充填成本居高不下的现状也显著增加了地下开采的综合成本。
[0004]专利公告号为CN112963147A的专利技术专利提出了一种急倾斜薄矿体的中深孔爆破开采工艺。该专利中深孔爆破落矿对上下盘围岩扰动较大，容易诱发威严冒落，威胁工人生命安全。专利公告号为CN113188390A的专利技术专利提出一种用于急倾斜薄矿体的水压爆破施工方法，该专利采用水压爆破技术进行落矿，仍属于爆破落矿，对上下盘围岩存在爆破扰动。专利公告号为CN114183142A的专利技术专利提出了一种开采倾斜及急倾斜薄矿体的方法，采用由采场一侧向另一侧前进式、由下向上的回采顺序，钻凿炮孔，一次多孔多排爆破方式进行回采，该方法中爆破易对围岩造成扰动，同时，该方法出矿完毕后留有采空区，仅进行简单封堵，对后续矿石安全开采存在威胁。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种利用3D打印网状构件与废石进行填充的非爆采矿方法，现有的采矿方法具有以下问题，采用爆破落矿，开采过程中爆破诱发上下盘围岩垮冒的问题，进而导致矿石贫化率高的问题，开采成本高，开采效率低。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供如下方案：本专利技术实施例提供一种利用3D打印网状构件与废石进行填充的非爆采矿方法，所述采矿方法包括：施工巷道，在矿体的上中段，沿着矿体走向在矿体内部施工出上巷道，在矿体的下中段，沿着水平方向在矿体下盘施工出下巷道；
矿体采矿，先利用低矮大扭矩反井钻机在矿体中间施工钻孔，再利用低矮大扭矩反井钻机的刀盘自下向上切割矿体内的破碎矿体，破碎矿体被切割成粉状矿体，所述粉状矿体落入下巷道内，矿体内形成采空区；废石充填采空区，回采完成后，将3D打印高强度树脂网状构件置于采空区内，在3D打印高强度树脂网状构件内充填废石，采矿结束。
[0007]优选地，在施工巷道之前，先进行矿体划分，再进行采矿与废石充填；所述矿体划分包括：将矿体沿矿体走向划分出矿房和矿柱，所述矿房和所述矿柱依次间隔顺序分布。
[0008]优选地，在施工巷道过程中，在矿体的上中段，沿着矿体走向在矿房内部施工出上脉内运输巷、在矿体内部施工出上穿脉巷；在矿体的下中段，沿着水平方向在矿房下盘施工出下脉内运输巷、在矿柱下盘施工出下穿脉巷。
[0009]优选地，在所述采矿方法中，先同时对两个所述矿房进行矿房采矿，矿房采矿完成后，对所述矿房内形成的矿房采空区进行废石充填；再对位于两个所述矿房之间的矿柱进行矿柱采矿，矿柱采矿完成后，对所述矿柱内形成的矿柱采空区进行废石充填。
[0010]优选地，对所述矿房进行采矿，先利用低矮大扭矩反井钻机在矿房中间施工钻孔，再利用低矮大扭矩反井钻机的刀盘自下向上切割矿房内的破碎矿体，破碎矿体被切割成粉状矿体，所述粉状矿体落入下脉内运输巷内，矿房内形成矿房采空区。
[0011]优选地，废石充填所述矿房采空区，将3D打印高强度树脂网状构件置于矿房采空区内，在3D打印高强度树脂网状构件内充填废石，矿房采矿结束。
[0012]优选地，在对矿柱进行采矿，先利用低矮大扭矩反井钻机在矿柱中间施工钻孔，再利用低矮大扭矩反井钻机的刀盘自下向上切割矿柱内的破碎矿体，破碎矿体被切割成粉状矿体，所述粉状矿体落入下穿脉巷内，矿柱内形成矿柱采空区。
[0013]优选地，废石充填所述矿柱采空区，在所述下穿脉巷内位于所述矿柱采空区的底部修筑挡墙，挡墙修筑完成后，在矿柱采空区内充填废石，矿柱采矿结束。
[0014]优选地，在施工巷道过程中，在矿体的上中段，施工出连通所述上脉内运输巷与所述上穿脉巷的上脉外运输巷；在矿体的下中段，施工出连通所述下脉内运输巷与所述下穿脉巷的下脉外运输巷。
[0015]优选地，在所述废石充填过程中，填充的废石为开拓工程产生的废石。
[0016]本专利技术的上述方案至少包括以下有益效果：上述方案中，采矿方法，利用低矮大扭矩反井钻机替代传统采矿方法中爆破落矿，实现了非爆采矿，极大地减小了落矿过程中对上下盘围岩扰动，减少了围岩混入矿石中情况，有效降低了矿石贫化率，保证了矿石开采的安全性；3D打印高强度树脂网状构件防止松散的围岩垮冒，约束其内部废石，防止矿柱回采过程中废石混入；利用3D打印高强度树脂网状构件配合废石充填矿石采空区替代了传统胶结充填方式，一方面降低了充填成本，另一方面避免了井下废石提升，降低了提升成本，同时减少了地表固废堆存；本实施例的采矿方法实现了非爆破、低扰动和废石充分利用的绿色开采模式，效率高，解决了围岩与矿体均破碎的急倾斜薄矿体安全、高效与低扰动开采困难的技术难题。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的利用3D打印网状构件与废石进行填充的非爆采矿方法中的矿体的结构示意图；图2为本专利技术的利用3D打印网状构件与废石进行填充的非爆采矿方法中的矿房采矿的结构示意图；图3为本专利技术的利用3D打印网状构件与废石进行填充的非爆采矿方法中的3D打印高强度树脂网状构件置于矿房采空区内的结构示意图；图4为本专利技术的利用3D打印网状构件与废石进行填充的非爆采矿方法中的在3D打印高强度树脂网状构件内充填废石的结构示意图；图5为本专利技术的利用3D打印网状构件与废石进行填充的非爆采矿方法中的矿柱采矿的结构示意图；图6为本专利技术的利用3D打印网状构件与废石进行填充的非爆采矿方法中的废石充填矿柱采空区的结构示意图；图7为本专利技术的实施例三中的利用3D打印网状构件与废石进行填充的非爆采矿方法中的矿房采矿的结构示意图；图8为图7的A
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A剖视图；图9为本专利技术的利用3D打印网状构件与废石进行填充的非爆采矿方法中的3D打印高强度树脂网状构件的结构示意图；图10为本专利技术的实施例一的利用3D打印网状构件与废石进行填充的非爆采矿方法的流程图；图11为本专利技术的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用3D打印网状构件与废石进行填充的非爆采矿方法，其特征在于，所述采矿方法包括：施工巷道，在矿体的上中段，沿着矿体走向在矿体内部施工出上巷道，在矿体的下中段，沿着水平方向在矿体下盘施工出下巷道；矿体采矿，先利用低矮大扭矩反井钻机在矿体中间施工钻孔，再利用低矮大扭矩反井钻机的刀盘自下向上切割矿体内的破碎矿体，破碎矿体被切割成粉状矿体，所述粉状矿体落入下巷道内，矿体内形成采空区；废石充填采空区，回采完成后，将3D打印高强度树脂网状构件置于采空区内，在3D打印高强度树脂网状构件内充填废石，采矿结束。2.根据权利要求1所述的利用3D打印网状构件与废石进行填充的非爆采矿方法，其特征在于，在施工巷道之前，先进行矿体划分，再进行采矿与废石充填；所述矿体划分包括：将矿体沿矿体走向划分出矿房和矿柱，所述矿房和所述矿柱依次间隔顺序分布。3.根据权利要求2所述的利用3D打印网状构件与废石进行填充的非爆采矿方法，其特征在于，在施工巷道过程中，在矿体的上中段，沿着矿体走向在矿房内部施工出上脉内运输巷、在矿体内部施工出上穿脉巷；在矿体的下中段，沿着水平方向在矿房下盘施工出下脉内运输巷、在矿柱下盘施工出下穿脉巷。4.根据权利要求3所述的利用3D打印网状构件与废石进行填充的非爆采矿方法，其特征在于，在所述采矿方法中，先同时对两个所述矿房进行矿房采矿，矿房采矿完成后，对所述矿房内形成的矿房采空区进行废石充填；再对位于两个所述矿房之间的矿柱进行矿柱采矿，矿柱采矿完成后，对所述矿柱内形成的矿柱采空区进行废石充填。5.根据权利要求4所述的利用3D打印网状构件与废石进行填...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹帅，李佳建，高博，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：