【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及非煤矿山开发，具体为一种上行式开采凿岩硐室转化施工结构。
技术介绍
1、目前，国内外大量地下矿山采用上行式vcr空场嗣后充填采矿方法开发矿产资源，该方法是一种以拉底空间和切割槽为自由面逐排爆破回采并充填下部采场后再以同样方式进一步开采上部采场的采矿方法。该方法具有回采效率高、机械化程度高、作业安全程度高等特点，主要适用于：①矿岩均较为稳固的矿床；②矿体厚度中厚及以上的急倾斜厚大矿床；③矿体形态较为规整，厚度变化均匀及不含夹石的矿床；④矿石价值不高，地表不允许崩落的矿床。
2、传统vcr空场嗣后充填采矿法需要分别在采场顶部开掘凿岩硐室、在采场底部布置底部结构，凿岩硐室的功能是提供给潜孔钻机钻凿下向大直径深孔的作业空间，底部结构的功能是提供矿石爆破空间、充当受矿平台和出矿工作站。底部结构工程量包括1条垂直矿体走向的穿脉、6～8条出矿进路、1条集中受矿堑沟和1个贯穿采场轴向的高度约为15m的拉底空间，此外布置底部结构还必须在采场底部留设无法回收的锥形三角矿柱。当下部中段采场回采结束后，对包含底部结构和凿岩硐室在内的采空区进行胶结尾砂充填，再以完全同样的方式开采上部中段采场，由于采用大结构参数采场，人员和设备均在巷道内作业，使得该方法具有作业安全、生产效率高、单位矿石采矿成本低等特点，但该方法也存在如下技术缺陷：(1)每个采场均要布置底部结构，布置底部结构采出矿量约占整个采场矿量的12％～18％，导致底部结构工程量巨大，难以进一步提升采场生产效率和降低矿石开采成本；(2)采用上行式开采时，需要对下中段采场顶部的
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种上行式开采凿岩硐室转化施工结构，通过合理进行采场充填、人为构筑受矿平台、改造凿岩硐室功能、避免布置底部结构，从而实现采用上行式vcr空场嗣后充填采矿法开采时达到减小采切工程量、提高采场生产效率、增加矿石回采率、降低开采生产成本、简化回采工艺的目的，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种上行式开采凿岩硐室转化施工结构，包括沿矿体脉外垂直方向布置的上盘沿脉巷道和下盘沿脉巷道；所述上盘沿脉巷道向采场顶部掘进方向设有上盘凿岩联络巷；所述下盘沿脉巷道向采场顶部掘进方向设有下盘凿岩联络巷，在下盘凿岩联络巷和上盘凿岩联络巷之间设有凿岩穿脉巷道进行连通；所述凿岩穿脉巷道向两侧矿体扩帮至采场边界附近形成有凿岩硐室；所述凿岩硐室内留设条形矿柱，凿岩硐室的下方设有垂直切割槽和拉底空间，拉底空间的两侧设有锥形三角矿柱；所述拉底空间用于存放崩落的矿石，崩落的矿石通过铲运机自采场底部出矿进路运至下盘沿脉巷道附近的溜井内；所述凿岩硐室下部的采空区采用胶结尾砂充填体充填，在胶结尾砂充填体的上方设有废石充填体作为缓冲垫层，在废石充填体的上部浇筑混凝土作为开采上部中段采场的受矿平台，与上部中段采场相对应的设有下部中段采场；所述下部中段采场相邻的采场顶部凿岩穿脉巷道内向凿岩硐室掘进若干联络巷，作为开采上部中段采场的出矿进路。
4、进一步地，所述下部中段采场顶部凿岩水平的凿岩硐室转化为回采上部中段采场运输水平的底部结构的一部分，底部结构由下部中段采场顶部的凿岩硐室、凿岩硐室下部的混凝土、混凝土下部的废石充填体、以及相邻采场顶部内的凿岩穿脉巷道和出矿进路构成。
5、进一步地，所述凿岩硐室长和宽均大于采场长和宽0.3m～1m、凿岩硐室高度为3.5m～4m。
6、进一步地，所述凿岩硐室内留设条形矿柱，条形矿柱宽度2m～2.5m，条形矿柱面积占凿岩硐室面积15％～20％，所留设的条形矿柱可进行回收。
7、进一步地，所述出矿进路与凿岩穿脉巷道夹角为50°～65°，相邻两条出矿进路间距为6～10m。
8、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
9、1、本专利技术的上行式开采凿岩硐室转化施工结构，下部中段采场开采结束后，仅需对形成的采空区主体部分采用胶结尾砂充填即可，剩余的顶部凿岩硐室及其下部空间采用废石充填并浇筑素混凝土垫层，人为构筑了硬底受矿平台，一方面可使每个采场充填方量减少、降低充填成本，另一方面视井下掘进废石量和充填体强度情况，随机调整空区内充填体高度，为井下掘进废石提供了安全可靠的堆存空间，有效解决了井下废石处理难问题。
10、2、本专利技术的上行式开采凿岩硐室转化施工结构，将下中段采场顶部的凿岩硐室功能转化为开采上中段采场的底部结构并提供全断面拉底空间，既避免了在充填后的凿岩硐室内开挖巷道，也不要布置拉底空间，消除了传统的“充-掘-支”重复作业，简化了回采作业工艺，缩短了采场回采周期，极大程度减少了采切工作量，提升了采场生产效率。
11、3、本专利技术的上行式开采凿岩硐室转化施工结构，利用凿岩硐室充当拉底空间作用，避免了以往在采场底部布置拉底空间和留设锥形三角矿柱，同时对凿岩硐室内条形矿柱全部进行回收，除最下部中段采场外，其余采场不留设任何矿柱，可使得该方法矿石回采率100％，极大的回收了自然矿产资源。
12、4、本专利技术的上行式开采凿岩硐室转化施工结构，开采上中段采场时在下部中段相邻采场内布置的出矿进路为其凿岩硐室的一部分，将来可予以利用，起到预开掘作用，做到了相邻采场采切工程协同利用，可实现安全高效开采。
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1.一种上行式开采凿岩硐室转化施工结构，其特征在于：包括沿矿体脉外垂直方向布置的上盘沿脉巷道(2)和下盘沿脉巷道(1)；所述上盘沿脉巷道(2)向采场顶部掘进方向设有上盘凿岩联络巷(4)；所述下盘沿脉巷道(1)向采场顶部掘进方向设有下盘凿岩联络巷(3)，在下盘凿岩联络巷(3)和上盘凿岩联络巷(4)之间设有凿岩穿脉巷道(5)进行连通；所述凿岩穿脉巷道(5)向两侧矿体扩帮至采场边界附近形成有凿岩硐室(6)；所述凿岩硐室(6)内留设条形矿柱(7)，凿岩硐室(6)的下方设有垂直切割槽(8)和拉底空间(14)，拉底空间(14)的两侧设有锥形三角矿柱(15)；所述拉底空间(14)用于存放崩落的矿石(16)，崩落的矿石(16)通过铲运机自采场底部出矿进路(13)运至下盘沿脉巷道(1)附近的溜井(9)内；所述凿岩硐室(6)下部的采空区采用胶结尾砂充填体(10)充填，在胶结尾砂充填体(10)的上方设有废石充填体(11)作为缓冲垫层，在废石充填体(11)的上部浇筑混凝土(12)作为开采上部中段采场(17)的受矿平台，与上部中段采场(17)相对应的设有下部中段采场(18)；所述下部中段采场(18)相邻的
2.如权利要求1所述的一种上行式开采凿岩硐室转化施工结构，其特征在于：所述下部中段采场(18)顶部凿岩水平的凿岩硐室(6)转化为回采上部中段采场(17)运输水平的底部结构的一部分，底部结构由下部中段采场(18)顶部的凿岩硐室(6)、凿岩硐室(6)下部的混凝土(12)、混凝土(12)下部的废石充填体(11)、以及相邻采场顶部内的凿岩穿脉巷道(5)和出矿进路(13)构成。
3.如权利要求1所述的一种上行式开采凿岩硐室转化施工结构，其特征在于：所述凿岩硐室(6)长和宽均大于采场长和宽0.3m～1m、凿岩硐室(6)高度为3.5m～4m。
4.如权利要求3所述的一种上行式开采凿岩硐室转化施工结构，其特征在于：所述凿岩硐室(6)内留设条形矿柱(7)，条形矿柱(7)宽度2m～2.5m，条形矿柱(7)面积占凿岩硐室(6)面积15％～20％，所留设的条形矿柱(7)可进行回收。
5.如权利要求1所述的一种上行式开采凿岩硐室转化施工结构，其特征在于：所述出矿进路(13)与凿岩穿脉巷道(5)夹角为50°～65°，相邻两条出矿进路(13)间距为6～10m。
...【技术特征摘要】
1.一种上行式开采凿岩硐室转化施工结构，其特征在于：包括沿矿体脉外垂直方向布置的上盘沿脉巷道(2)和下盘沿脉巷道(1)；所述上盘沿脉巷道(2)向采场顶部掘进方向设有上盘凿岩联络巷(4)；所述下盘沿脉巷道(1)向采场顶部掘进方向设有下盘凿岩联络巷(3)，在下盘凿岩联络巷(3)和上盘凿岩联络巷(4)之间设有凿岩穿脉巷道(5)进行连通；所述凿岩穿脉巷道(5)向两侧矿体扩帮至采场边界附近形成有凿岩硐室(6)；所述凿岩硐室(6)内留设条形矿柱(7)，凿岩硐室(6)的下方设有垂直切割槽(8)和拉底空间(14)，拉底空间(14)的两侧设有锥形三角矿柱(15)；所述拉底空间(14)用于存放崩落的矿石(16)，崩落的矿石(16)通过铲运机自采场底部出矿进路(13)运至下盘沿脉巷道(1)附近的溜井(9)内；所述凿岩硐室(6)下部的采空区采用胶结尾砂充填体(10)充填，在胶结尾砂充填体(10)的上方设有废石充填体(11)作为缓冲垫层，在废石充填体(11)的上部浇筑混凝土(12)作为开采上部中段采场(17)的受矿平台，与上部中段采场(17)相对应的设有下部中段采场(18)；所述下部中段采场(18)相邻的采场顶部凿岩穿脉巷道(5)内向凿岩硐室(6)掘进若干联...
【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，李何林，孙国权，杨家冕，肖益盖，刘海林，王玉波，李鸿飞，刘帅，李鹏程，
申请(专利权)人：中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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