【技術實現步驟摘要】
本申請涉及金屬礦采礦，尤其是涉及到一種預裂炮孔與下向扇形炮孔組合爆破的采場落礦方法。
技術介紹
1、當前空場嗣后充填采礦法主要采用下向垂直孔鑿巖，側向爆破的采場落礦方法，下向垂直孔鑿巖具有爆破能量分布均勻，爆破塊度小，采場爆破邊界可控的優點，但存在鑿巖硐室頂板暴露面積較大，地壓控制難度大，鑿巖安全性差的缺點；深部開采已成為采礦業的重要組成部分，深部金屬礦厚大礦體開采是處于強擾動、高地壓的特殊環境下開采，深部金屬礦厚大礦體開采若仍沿用傳統的下向垂直孔鑿巖，將會導致深部采場鑿巖硐室頂板垮冒，支護困難，礦石損失貧化大，嚴重制約深部礦產資源的安全高效開采。
2、近年來，隨著鑿巖設備的發展，下向扇形孔的鑿巖問題已得到解決，采用下向扇形孔鑿巖代替下向垂直孔鑿巖，將會使頂部鑿巖硐室變為鑿巖巷道，鑿巖巷道具有頂板暴露面積小、地壓防控簡單的優點，可以極大地提升鑿巖作業的安全性，更加適合深部金屬礦床開采。此外，下向扇形孔鑿巖還具有采準工程量小、炮孔布置靈活、鑿巖設備移動少、鑿巖輔助時間短、便于充填體承載、減緩采場頂板應力集中的優點，因此，下向扇形孔鑿巖在深部金屬礦床開采具有重要的應用前景。
3、然而，下向扇形孔鑿巖爆破存在采場爆破邊界控制困難的問題，采場超欠挖嚴重。
技術實現思路
1、有鑒于此，本申請實施例提供了一種預裂炮孔與下向扇形炮孔組合爆破的采場落礦方法，通過引入預裂炮孔與下向扇形炮孔的組合爆破技術，在不增加額外采準工程的前提下，充分利用預裂爆破和下向扇形爆破的優勢，保證
2、根據本申請的一個方面，提供了一種預裂炮孔與下向扇形炮孔組合爆破的采場落礦方法，所述方法包括：
3、將待落礦的采場按照開采順序劃分為垂直于礦體走向的一步驟采場和二步驟采場；
4、分別在所述一步驟采場和所述二步驟采場施工各自的采場聯巷、鑿巖巷道、出礦巷道，并采用長錨索和錨桿支護系統提供預支護，自所述一步驟采場的鑿巖巷道施工切割橫巷以及自所述一步驟采場的出礦巷道施工拉底橫巷；
5、在所述一步驟采場的切割橫巷中施工與所述一步驟采場的拉底橫巷聯通的第一切割天井，并以所述第一切割天井為自由面和補償空間對所述一步驟采場的切割橫巷進行爆破形成第一切割槽，以通過所述第一切割槽為一步驟采場落礦提供自由面和補償空間；
6、在所述一步驟采場的鑿巖巷道內施工下向扇形炮孔和預裂炮孔，以及在所述二步驟采場的鑿巖巷道內施工預裂炮孔；
7、在所述一步驟采場的下向扇形炮孔和各預裂炮孔中裝填炸藥，依次爆破各預裂炮孔和所述一步驟采場的下向扇形炮孔；
8、利用流經所述一步驟采場的出礦巷道的氣體對所述一步驟采場進行清洗，以使清洗后產生的污濁氣體經過所述一步驟采場的鑿巖巷道和采場聯巷匯入階段巷道排出，移除所述一步驟采場的殘余礦石后對所述一步驟采場進行充填。
9、在一種可選實施方式中，所述一步驟采場的長度為20m~40m，所述一步驟采場的寬度為12m~20m，所述一步驟采場的高度為階段高度；所述二步驟采場的長度為20m~40m，所述二步驟采場的寬度為12m~18m，所述二步驟采場的高度為階段高度。
10、在一種可選實施方式中，分別在所述一步驟采場和所述二步驟采場施工各自的采場聯巷、鑿巖巷道、出礦巷道，并采用長錨索和錨桿支護系統提供預支護，包括：
11、在采場上部自階段巷道向所述一步驟采場施工上部采場聯巷，在所述一步驟采場的上部采場聯巷沿采場回采方向布置鑿巖巷道，并采用長錨索和錨桿支護系統提供預支護，以維持所述一步驟采場的上部采場聯巷和鑿巖巷道的穩定，其中，所述一步驟采場的鑿巖巷道布置在所述一步驟采場和所述二步驟采場的交界處；
12、在采場上部自階段巷道向所述二步驟采場施工上部采場聯巷，在所述二步驟采場的上部采場聯巷沿采場回采方向布置鑿巖巷道，并采用長錨索和錨桿支護系統提供預支護，以維持所述二步驟采場的上部采場聯巷和鑿巖巷道的穩定，其中，所述二步驟采場的鑿巖巷道布置在所述一步驟采場和所述二步驟采場的交界處，且所述二步驟采場的鑿巖巷道與所述一步驟采場的鑿巖巷道之間的中心線距離為所述一步驟采場的寬度；
13、在采場下部自階段巷道向所述一步驟采場施工下部采場聯巷，在所述一步驟采場的下部采場聯巷沿采場回采方向布置出礦巷道，并采用長錨索和錨桿支護系統提供預支護，以維持所述一步驟采場的出礦巷道的穩定。
14、在一種可選實施方式中，在所述一步驟采場的切割橫巷中施工與所述一步驟采場的拉底橫巷聯通的第一切割天井，并以所述第一切割天井為自由面和補償空間對所述一步驟采場的切割橫巷進行爆破形成第一切割槽，以通過所述第一切割槽為一步驟采場落礦提供自由面和補償空間，包括：
15、從所述一步驟采場的切割橫巷施工第一下向平行中深孔，采用中深孔爆破法基于所述第一下向平行中深孔形成第一切割天井，以使所述第一切割天井與所述一步驟采場的拉底橫巷聯通；
16、在所述一步驟采場的切割橫巷中開鑿第二下向平行中深孔，以所述第一切割天井為自由面和補償空間基于所述第二下向平行中深孔分段序次爆破形成第一切割槽，以通過所述第一切割槽為一步驟采場落礦提供自由面和補償空間。
17、在一種可選實施方式中，在所述一步驟采場的鑿巖巷道內施工下向扇形炮孔和預裂炮孔，以及在所述二步驟采場的鑿巖巷道內施工預裂炮孔，包括：
18、在所述一步驟采場的鑿巖巷道內使用鑿巖車施工下向扇形炮孔、以及施工下向垂直孔作為預裂炮孔，其中，所述下向扇形炮孔的孔徑為165mm，排間距為3m，孔底距為3.5m，炮孔深度為14m~52m，所述一步驟采場的預裂炮孔的孔徑為120mm，炮孔間距為1.2m，炮孔深度為46m；
19、在所述二步驟采場的鑿巖巷道內使用鑿巖車施工下向垂直孔作為預裂炮孔，其中，所述二步驟采場的預裂炮孔的孔徑為120mm，炮孔間距為1.2m，炮孔深度為46m。
20、在一種可選實施方式中，在所述一步驟采場的下向扇形炮孔和各預裂炮孔中裝填炸藥，依次爆破各預裂炮孔和所述一步驟采場的下向扇形炮孔，包括：
21、采用軸向連續徑向不耦合裝藥結構在各預裂炮孔內裝入炸藥，采用孔口正向起爆技術對各預裂炮孔進行爆破，形成預裂縫；
22、采用水柱間隔裝藥結構在所述一步驟采場的下向扇形炮孔中裝入炸藥，采用逐孔延時以及孔底反向起爆技術對所述一步驟采場的下向扇形炮孔進行爆破，其中，所述預裂炮孔的起爆時間超前于所述下向扇形炮孔的起爆時間50ms~100ms。
23、在一種可選實施方式中，各預裂炮孔中裝入的炸藥的直徑為45mm，各預裂炮孔的炮孔爆破延期時間為0ms，自所述切割槽向采場端部退采，根據回采方向，每次起爆12個預裂炮孔；所述一步驟采場的下向扇形炮孔中裝入的炸藥的直徑為120mm，水柱間隔比例為30本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種預裂炮孔與下向扇形炮孔組合爆破的采場落礦方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的預裂炮孔與下向扇形炮孔組合爆破的采場落礦方法，其特征在于，所述一步驟采場的長度為20m~40m，所述一步驟采場的寬度為12m~20m，所述一步驟采場的高度為階段高度；所述二步驟采場的長度為20m~40m，所述二步驟采場的寬度為12m~18m，所述二步驟采場的高度為階段高度。
3.根據權利要求1所述的預裂炮孔與下向扇形炮孔組合爆破的采場落礦方法，其特征在于，分別在所述一步驟采場和所述二步驟采場施工各自的采場聯巷、鑿巖巷道、出礦巷道，并采用長錨索和錨桿支護系統提供預支護，包括：
4.根據權利要求1所述的預裂炮孔與下向扇形炮孔組合爆破的采場落礦方法，其特征在于，在所述一步驟采場的切割橫巷中施工與所述一步驟采場的拉底橫巷聯通的第一切割天井，并以所述第一切割天井為自由面和補償空間對所述一步驟采場的切割橫巷進行爆破形成第一切割槽，以通過所述第一切割槽為一步驟采場落礦提供自由面和補償空間，包括：
5.根據權利要求1所述的預裂炮孔與下向扇形炮孔
6.根據權利要求1所述的預裂炮孔與下向扇形炮孔組合爆破的采場落礦方法，其特征在于，在所述一步驟采場的下向扇形炮孔和各預裂炮孔中裝填炸藥，依次爆破各預裂炮孔和所述一步驟采場的下向扇形炮孔，包括：
7.根據權利要求6所述的預裂炮孔與下向扇形炮孔組合爆破的采場落礦方法，其特征在于，各預裂炮孔中裝入的炸藥的直徑為45mm，各預裂炮孔的炮孔爆破延期時間為0ms，自所述切割槽向采場端部退采，根據回采方向，每次起爆12個預裂炮孔；所述一步驟采場的下向扇形炮孔中裝入的炸藥的直徑為120mm，水柱間隔比例為30%，所述下向扇形炮孔的炮孔爆破延期時間為10ms~250ms，按照同排炮孔先中間后兩邊的V型起爆順序進行爆破，自所述切割槽向采場端部退采，根據回采方向，每次爆破兩排炮孔。
8.根據權利要求7所述的預裂炮孔與下向扇形炮孔組合爆破的采場落礦方法，其特征在于，移除所述一步驟采場的殘余礦石后對所述一步驟采場進行充填，包括：
9.根據權利要求1至8中任一項所述的預裂炮孔與下向扇形炮孔組合爆破的采場落礦方法，其特征在于，對所述一步驟采場進行充填之后，所述方法還包括：
10.根據權利要求9所述的預裂炮孔與下向扇形炮孔組合爆破的采場落礦方法，其特征在于，對所述二步驟采場進行回采和充填，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種預裂炮孔與下向扇形炮孔組合爆破的采場落礦方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的預裂炮孔與下向扇形炮孔組合爆破的采場落礦方法，其特征在于，所述一步驟采場的長度為20m~40m，所述一步驟采場的寬度為12m~20m，所述一步驟采場的高度為階段高度；所述二步驟采場的長度為20m~40m，所述二步驟采場的寬度為12m~18m，所述二步驟采場的高度為階段高度。
3.根據權利要求1所述的預裂炮孔與下向扇形炮孔組合爆破的采場落礦方法，其特征在于，分別在所述一步驟采場和所述二步驟采場施工各自的采場聯巷、鑿巖巷道、出礦巷道，并采用長錨索和錨桿支護系統提供預支護，包括：
4.根據權利要求1所述的預裂炮孔與下向扇形炮孔組合爆破的采場落礦方法，其特征在于，在所述一步驟采場的切割橫巷中施工與所述一步驟采場的拉底橫巷聯通的第一切割天井，并以所述第一切割天井為自由面和補償空間對所述一步驟采場的切割橫巷進行爆破形成第一切割槽，以通過所述第一切割槽為一步驟采場落礦提供自由面和補償空間，包括：
5.根據權利要求1所述的預裂炮孔與下向扇形炮孔組合爆破的采場落礦方法，其特征在于，在所述一步驟采場的鑿巖巷道內施工下向扇形炮孔和預裂炮孔，以及在所述二步驟采場的鑿巖巷道內施工預裂炮孔，包括：<...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙興東，曹學文，宋景儀，秦紹龍，王昌，周鑫，
申請(專利權)人：東北大學，
類型：發明
國別省市：
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