[发明专利]矿房预制切割井的形成方法

说明书

本发明提供了一种矿房预制切割井的形成方法，包括如下步骤：预制切割井；柔性模具的安装和柔性模具填充预制切割井；采空区充填；切割井的恢复。通过在矿房回采步骤预先形成矿柱回采步骤所需切割井，以柔性模具作为切割井的填充物，并在后续对采空区填充后将其除去，以使切割井恢复，缩短了切割槽的施工时间，提高了矿体回采效率；通过将柔性模具设计成内外两层，内外两层之间形成第一空腔，使用时向第一空腔内注入水，并借助于外界的冷媒供应设备使水凝固，增强其支护强度；通过在对采空区进行充填后将外界的冷媒供应移除，可将柔性模具从切割井内回收，使切割井恢复，该方法具有施工方便、成本低、能耗低以及实用性强的优势。

技术领域

本发明涉及地下矿山开采方法技术领域，尤其涉及一种矿房预制切割井的形成方法。

背景技术

地下矿山开采大都采用钻爆法将矿体破碎至合适的块度后运输至选矿厂进行有用金属的选冶作业，钻爆法为打眼装药后，利用炸药爆炸产生的能量将周围岩体进行破碎。根据爆破使用的原理及实际使用经验，爆破作用需要具有足够的临空面才能取得好的效果，也就是单个矿房回采步骤作业前需要布置切割槽，切割槽可为矿房爆破作业提供初始的空间。通常，矿房内布置切割槽时先进行切割平巷和切割井的施工，在矿房底部水平掘进切割平巷后，选择靠近矿房边界的位置进行切割井的施工，切割井完成后，在切割平巷内进行凿岩装药爆破，以切割井为自由空间逐段爆破后形成切割槽。切割槽形成效率的关键在于切割井的掘进，当前常用的切割井掘进方法分为钻爆法(浅孔或中深孔凿岩爆破)、机械法(天井钻机)。

一般而言，考虑到安全、工艺技术的需要，将矿体沿水平方向或垂直方向划分为多个盘区，盘区内根据岩体条件划分为矿房和矿柱回采步骤。采用充填采矿法回采的矿山，一般先进行矿房回采步骤，待两侧的矿房回采步骤完毕并充填后再进行矿柱回采步骤，矿柱回采步骤仍需重新掘进切割井，以形成最初的爆破空间。不论是钻爆破或机械法掘进切割井，均面临无初始自由面、作业环境差、效率低、成本高等问题，制约矿柱回采步骤过程矿房的回采率的原因为，切割井的一侧为充填体，充填体虽具有自立性，但其强度很低，在掘进过程中可能会发生侧帮垮塌，具有一定的安全风险。

现有技术中，公开号为CN113756810A的发明专利中公开了一种预留切割井形成爆破补偿空间的成槽方法，其技术方案主要包括如下步骤：采用矿块划分；矿块采准施工；首采矿块切割槽施工；首采矿块回采；布设气囊预留切割井；首采矿块充填；回收气囊；次矿块回采；次矿块充填等步骤。上述技术方案中，在首采矿块内空区靠次采矿块一侧预留的气囊作为切割槽的爆破自由面，起到了切割井的作用，减少了施工切割井的工序，有效提高了矿块回采效率；同时，切割井在回收气囊后即形成，切割槽爆破自由面在充填体凝固后就能形成，大幅度缩短了切割槽的施工时间。然而，上述技术方案中，在对首采矿块的充填时，气囊可能难以抵抗来自充填体的压力，因而存在支护强度不高、安全隐患大的缺陷。

有鉴于此，有必要设计一种改进的矿房预制切割井的形成方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿房预制切割井的形成方法，在矿房回采时直接爆破形成矿柱回采步骤所需的矿房切割井，再采用柔性模具作为矿房回采完成后充填采空区的充填体，最后在矿柱回采步骤时撤除柔性模具，得到完整的切割井，为矿柱回采提供初始的爆破空间。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种矿房预制切割井的形成方法，包括以下步骤：

S1、预制切割井：

在矿房回采步骤的切割平巷内进行凿岩爆破形成切割槽，切割槽越界至矿柱回采步骤的矿房内，提前形成矿柱回采步骤的切割井；

S2、预制切割井的填充：

将柔性模具展开并固定在所述切割井内，接着，向所述柔性模具内注满水，通过外界的冷媒供应设备对所述柔性模具内的水进行制冷，使所述柔性模具达到预定的支护强度，并填充所述切割井；

S3、采空区充填：