一种采场异常区底部结构优化方法与流程

本发明涉及矿石选矿的，特别涉及一种采场异常区底部结构优化方法。

背景技术：

1、书记沟铁矿位于内蒙古自治区巴彦淖尔市乌拉特前旗小佘太镇西两公里处张二口子村。矿区中心地理坐标为：东经：109°28′30″，北纬：41°09′46″；矿区铁矿体赋存于色尔腾山群片麻岩段内，主要岩性为斜长角闪片麻岩及混合岩化斜长角矿区划分为ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ号4个异常区，其中ⅰ、ⅱ异常区矿体开采共用一套生产系统，编号为一采区；ⅲ、ⅳ异常区矿体开采共用一套生产系统，编号为二采区，一采区及二采区生产系统相对独立，均在进行开采，矿体标高从1360m至780m，ⅲ、ⅳ号异常区矿体走向近于东西，东西总长度约1270m，南北宽约530m；二采区以厚矿体为主，中厚及薄矿体占较少，属急倾斜矿体；矿山设计确定厚矿体(厚度>15m)采用垂直矿体走向的分段凿岩分段空场嗣后充填采矿法，中厚矿体(厚度<15m)采用沿矿体走向的分段凿岩分段空场嗣后充填采矿法。

2、厚矿体采用空场嗣后充填采矿法，底部出矿结构采用集矿堑沟形式。一步骤矿房回采利用二步骤矿房的集矿巷道出矿，一步矿块回采结束后采用尾砂胶结充填。待充填体养护稳定后，开始回采二步骤矿房，二步骤矿房利用一步骤矿房的集矿巷道出矿，二步矿块回采结束后采用尾砂充填。这就导致二步骤矿房的出矿巷道需要在一步骤矿房已经充填的集矿巷道内开挖，由于一步骤集矿巷内存在大量残矿，导致二次开挖困难，巷道稳定性差，支护成本高，安全性差。

3、而后矿山对矿山出矿巷道位置及底部结构参数进行了优化调整，将出矿巷道布置在桃形柱里面。以975m-1030m中段为例，矿山底部出矿结构设计采用集矿堑沟形式，用simba1254凿岩台车凿扇形中深孔爆破形成集矿堑沟，集矿巷道布置在矿房中央位置，利用穿脉巷道作为出矿巷道，穿脉巷道布置在一步骤矿房和二步骤矿房中央，通过留设桃形矿柱保持穿脉巷道的稳定性。

4、矿山优化后的底部结构虽然避免了在充填体内部掘进巷道，但由于其将集矿巷道布置在矿房中央，导致桃形矿柱高度偏低，且现场桃形矿柱尺寸确定缺乏依据，在上方矿石的冲击作用下，桃形矿柱结构的稳定性与完整性难以保证；因此，亟需对冲击荷载下桃形矿柱的结构参数、布置形式和稳定性进行研究，以期在确保生产安全前提下提高出矿量。

技术实现思路

1、本发明公开了一种采场异常区底部结构优化方法，以解决背景技术中提到的现有技术存在的缺陷。

2、为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种采场异常区底部结构优化方法，包括以下步骤

3、(1)对桃形矿柱的破角和高度进行计算；

4、(2)采场出矿巷道及出矿进路支护设计：采用锚杆与金属网、喷射混凝土联合支护的方式；

5、(3)支护设计方法：采用工程类比法，对支护压力计算、锚杆长度计算、锚杆间距计算、锚杆直径计算、托盘尺寸计算、锚固剂选择、金属网和双筋条参数选择、喷射混凝土参数选择、注浆锚索参数选择。

6、优选的，桃形矿柱坡角为60°,总高为18m。

7、优选的，底部结构设计以树脂锚杆为基础的喷锚网联合支护形式。

8、优选的，锚杆杆体采用直径24mm的螺纹钢，杆体长2.4m，尾部螺纹长度90mm，托盘尺寸140mm×140mm×8mm，树脂锚固剂药卷直径28mm，长度700mm。

9、优选的，金属网采用φ6mm钢筋焊接而成，网格尺度为50×50mm，网格形状为菱形。

10、优选的，双筋条是两条平行的φ8mm钢筋焊接而成，其尺寸为50mm×2400mm包括搭接部分，喷浆厚度为50mm。

11、优选的，对顶板增加注浆锚索支护，锚索长度6.0m，锚索网度为1.5m×1.5m。

12、采用以上技术方案的有益效果是：

13、本申请将集矿巷布置在矿房一侧，出矿巷道布置在一步骤与二步骤矿房交界处，可以减少采准工程量，提升桃形矿柱高度，从而有效保护出矿巷道、出矿进路的稳定性，由于两个矿房共用一个桃形矿柱，一定程度上可以减少因矿柱高度提升导致的矿石损失。

技术特征：

1.一种采场异常区底部结构优化方法，其特征在于，包括以下步骤

2.根据权利要求1所述的一种采场异常区底部结构优化方法，其特征在于，桃形矿柱坡角为60°,总高为18m。

3.根据权利要求2所述的一种采场异常区底部结构优化方法，其特征在于，底部结构设计以树脂锚杆为基础的喷锚网联合支护形式。

4.根据权利要求3所述的一种采场异常区底部结构优化方法，其特征在于，锚杆杆体采用直径24mm的螺纹钢，杆体长2.4m，尾部螺纹长度90mm，托盘尺寸140mm×140mm×8mm，树脂锚固剂药卷直径28mm，长度700mm。

5.根据权利要求4所述的一种采场异常区底部结构优化方法，其特征在于，金属网采用φ6mm钢筋焊接而成，网格尺度为50×50mm，网格形状为菱形。

6.根据权利要求5所述的一种采场异常区底部结构优化方法，其特征在于，双筋条是两条平行的φ8mm钢筋焊接而成，其尺寸为50mm×2400mm包括搭接部分，喷浆厚度为50mm。

7.根据权利要求6所述的一种采场异常区底部结构优化方法，其特征在于，对顶板增加注浆锚索支护，锚索长度6.0m，锚索网度为1.5m×1.5m。

技术总结
本发明公开了一种采场异常区底部结构优化方法,对桃形矿柱的破角和高度进行计算；采场出矿巷道及出矿进路支护设计：采用锚杆与金属网、喷射混凝土联合支护的方式；支护设计方法：支护压力计算、锚杆长度计算、锚杆间距计算、锚杆直径计算、托盘尺寸计算、锚固剂选择、金属网和双筋条参数选择、喷射混凝土参数选择、注浆锚索参数选择；本申请具有更好的稳定性、提高了安全性等优点。

技术研发人员：王喜明,袁正雄,张春,陈龙,赵广红,高立江
受保护的技术使用者：内蒙古大中矿业有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/20