权利要求

1.一种跟随采矿工作面上升的装配式天井构筑方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.对中段矿体划分采场，施工采场两端的人行天井、拉底巷道及放矿漏斗底部结构，在所述拉底巷道内进行出矿;

S2.在采场内部靠近两端间柱分别安装第一层装配式天井，所述装配式天井由若干工字钢横梁和竖向挡板构成，所述工字钢横梁两端通过锚杆固定在围岩上，所述竖向挡板固定于所述工字钢横梁之间，形成方桶型空间;安装完成后，进行爆破崩矿和出矿作业;

S3.逐层安装装配式天井，安装位置与采矿工作面同步上升;每层装配式天井安装完成后，进行爆破崩矿和出矿作业，逐步向上层扩展安装，直至安装至采场顶部。

2.根据权利要求1所述的跟随采矿工作面上升的装配式天井构筑方法，其特征在于，所述工字钢横梁的长度为1.2~1.5m，厚度为0.5~1cm。

3.根据权利要求2所述的跟随采矿工作面上升的装配式天井构筑方法，其特征在于，所述装配式天井的安装位置与相邻间柱的距离为1.2~1.5m。

4.根据权利要求2所述的跟随采矿工作面上升的装配式天井构筑方法，其特征在于，所述工字钢横梁沿天井高度方向间隔0.5~1m均匀分布。

5.根据权利要求4所述的跟随采矿工作面上升的装配式天井构筑方法，其特征在于，所述竖向挡板的厚度为0.4~0.6cm，宽度为0.2~0.3m，长度与所述工字钢横梁间距相等。

6.根据权利要求1所述的跟随采矿工作面上升的装配式天井构筑方法，其特征在于，所述装配式天井的下部与人行天井联络巷连通，上部距离顶板0.5~1m。

7.根据权利要求6所述的跟随采矿工作面上升的装配式天井构筑方法，其特征在于，每层装配式天井的安装高度为1.5~2m。

8.根据权利要求1所述的跟随采矿工作面上升的装配式天井构筑方法，其特征在于，所述采场的长度为50~90m，高度为35~45m。

9.根据权利要求1所述的跟随采矿工作面上升的装配式天井构筑方法，其特征在于，所述放矿漏斗的放矿口直径为1~2m，所述放矿漏斗的间距为4.5~5m。

10.根据权利要求1所述的跟随采矿工作面上升的装配式天井构筑方法，其特征在于，所述锚杆为管缝式锚杆，长度为1~1.5m。

说明书

技术领域

[0001]本申请涉及采矿技术领域，具体涉及一种跟随采矿工作面上升的装配式天井构筑方法。

背景技术

[0002]对于开采急倾斜薄矿脉，目前常用的采矿方法主要是留矿采矿法。传统的留矿采矿法的采准工程包括天井、联络道、拉底巷道、底部漏斗结构。该类型采准工程全部在矿岩体内掘进施工，为采矿回采作业提供必要的通道。其中，天井的主要作用是为采矿作业提供人行通道和通风功能，通常布置在两个采场中间的间柱或上向盘围岩内，采用传统的钻爆方式掘进布置。然而，这种布置方式存在一定局限性，须将天井一次性布置完毕后才可进行采矿作业，具有施工周期长、成本高、难度大、作业风险高等缺点。

发明内容

[0003]鉴于背景技术中存在的技术问题，本申请提供了一种跟随采矿工作面上升的装配式天井构筑方法，通过改变传统的留矿采矿方法的采准天井施工布置方式，采用人工装配的方式随采矿工作面上升而逐步安装构件形成装配式天井，显著降低了施工周期和成本，提升了作业安全性。

[0004]本申请提供了一种跟随采矿工作面上升的装配式天井构筑方法，包括以下步骤：

S1.对中段矿体划分采场，施工采场两端的人行天井、拉底巷道及放矿漏斗底部结构，在所述拉底巷道内进行出矿;

S2.在采场内部靠近两端间柱分别安装第一层装配式天井，所述装配式天井由若干工字钢横梁和竖向挡板构成，所述工字钢横梁两端通过锚杆固定在围岩上，所述竖向挡板固定于所述工字钢横梁之间，形成方桶型空间;安装完成后，进行爆破崩矿和出矿作业;

S3.逐层安装装配式天井，安装位置与采矿工作面同步上升;每层装配式天井安装完成后，进行爆破崩矿和出矿作业，逐步向上层扩展安装，直至安装至采场顶部。

[0005]作为本申请的进一步改进，所述工字钢横梁的长度为1.2~1.5m，厚度为0.5~1cm。

[0006]作为本申请的进一步改进，所述装配式天井的安装位置与相邻间柱的距离为1.2~1.5m。

[0007]作为本申请的进一步改进，所述工字钢横梁沿天井高度方向间隔0.5~1m均匀分布。

[0008]作为本申请的进一步改进，所述竖向挡板的厚度为0.4~0.6cm，宽度为0.2~0.3m，长度与所述工字钢横梁间距相等。

[0009]作为本申请的进一步改进，所述装配式天井的下部与人行天井联络巷连通，上部距离顶板0.5~1m。

[0010]作为本申请的进一步改进，每层装配式天井的安装高度为1.5~2m。

[0011]作为本申请的进一步改进，所述采场的长度为50~90m，高度为35~45m。

[0012]作为本申请的进一步改进，所述放矿漏斗的放矿口直径为1~2m，所述放矿漏斗的间距为4.5~5m。

[0013]作为本申请的进一步改进，所述锚杆为管缝式锚杆，长度为1~1.5m。

[0014]本申请的有益效果为：

本申请提供了一种跟随采矿工作面上升的装配式天井构筑方法，通过对中段矿体划分采场，施工采场两端的人行天井、拉底巷道及放矿漏斗底部结构，在拉底巷道内进行出矿;在采场内部靠近两端间柱分别安装第一层装配式天井，装配式天井由若干工字钢横梁和竖向挡板构成，工字钢横梁两端通过锚杆固定在围岩上，竖向挡板固定于工字钢横梁之间，形成方桶型空间;安装完成后，进行爆破崩矿和出矿作业;逐层安装装配式天井，安装位置与采矿工作面同步上升;每层装配式天井安装完成后，进行爆破崩矿和出矿作业，逐步向上层扩展安装，直至安装至采场顶部。本申请通过在采场内部安装装配式天井，为采矿作业提供了一个安全的通道和操作平台，减少了人员在采矿作业中的安全风险。装配式天井根据采矿工作面的上升情况进行逐层安装，安装位置与采矿工作面同步上升，能够适应不同采矿作业的需求。通过逐层安装装配式天井并进行爆破崩矿和出矿作业，能够更有效地开采矿产资源，提高资源利用率。

[0015]本申请通过天井布置方式的改进，天井作用不改变的情况下，相比传统的天井施工布置方式具有如下显著优点：采准工程的施工布置周期减短;避免了钻爆掘进天井的施工风险;显著降低了天井的施工成本;比传统的钻爆掘进天井难度显著降低;避免了岩巷掘进天井的垮塌风险，确保了其安全稳定运行。

[0016]上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

[0017]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请中所使用的附图作简单介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0018]图1为本申请实施例中装配式天井的安装位置及方式示意图;

图2为本申请实施例中装配式天井的结构示意图;

附图标记说明：1、装配式天井;101、工字钢横梁;102、竖向挡板;103、锚杆;2、放矿漏斗;3、底柱;4、间柱;5、传统岩巷天井。

具体实施方式

[0019]下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

[0020]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

[0021]在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0022]在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

[0023]在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

[0024]在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

[0025]在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

[0026]在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;也可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

[0027]传统的留矿采矿法的采准工程包括天井、联络道、拉底巷道、底部漏斗结构，该类型采矿方法的采准工程全部在矿岩体内掘进施工，为实现采矿回采作业提供必要的通道，其中天井一般是布置在两个采场中间的间柱或上向盘围岩内，采用传统的钻爆方式掘进布置，必须将天井一次性布置完毕后才可进行采矿作业，具有施工周期长、成本高、难度大、作业风险高等缺点。

[0028]为了解决传统天井施工周期长、成本高、难度大、作业风险高的技术问题，本申请提供了一种跟随采矿工作面上升的装配式天井构筑方法，其中，通过改进天井布置方式，在保持天井原有作用的前提下，显著提高了施工的安全性、效率和经济性，降低了施工难度和风险，为采矿作业提供了一种高效、安全、经济的解决方案。

[0029]请参照图1，本身申请实施例提供了一种跟随采矿工作面上升的装配式天井构筑方法，包括以下步骤：

S1.对中段矿体划分采场，施工采场两端的人行天井、拉底巷道及放矿漏斗2底部结构，在拉底巷道内进行出矿;

S2.在采场内部靠近两端间柱4分别安装第一层装配式天井1，装配式天井1由若干工字钢横梁101和竖向挡板102构成，工字钢横梁101两端通过锚杆103固定在围岩上，竖向挡板102固定于工字钢横梁101之间，形成方桶型空间;安装完成后，进行爆破崩矿和出矿作业;

S3.逐层安装装配式天井1，安装位置与采矿工作面同步上升;每层装配式天井1安装完成后，进行爆破崩矿和出矿作业，逐步向上层扩展安装，直至安装至采场顶部。

[0030]在本申请实施例中，采用留矿采矿法对矿体划分布置采场后，施工采场两端的人行天井、拉底巷道及放矿漏斗2底部结构，为人行、运输和矿石放出提供必要的基础设施。在拉底巷道内出完崩落矿渣，确保两端平整，在第一次挑顶爆破采矿前，完成第一层装配式天井1安装。具体的，在采场内部靠近两端间柱4的位置安装第一层装配式天井1，形成一个稳定的通道和操作平台。工字钢横梁101通过锚杆103固定，增强了结构的稳定性，减少了垮塌风险。采幅宽度与工字钢横梁101的长度一致。根据采矿工作面的上升情况，逐层安装装配式天井1，实现了天井的动态调整，适应了采矿工作面的不断变化。每层装配式天井1安装完成后，进行爆破崩矿和出矿作业，提高了矿石的开采效率和资源利用率，减少了施工过程中的安全风险，提高了施工的安全。

[0031]进一步地，在本申请实施例中，采场的长度为50~90m，高度为35~45m。根据采场的长度和高度，合理布置采准工程，确保人行天井、拉底巷道及放矿漏斗2底部结构的布局符合采矿需求。基础结构的施工为后续的装配式天井1安装和采矿作业提供了稳定的支撑和通道。

[0032]进一步地，在本申请实施例中，放矿漏斗2的放矿口直径为1~2m，放矿漏斗2的间距为4.5~5m。如此设置，通过在底柱3设置若干个放矿漏斗2，可以保证矿石的快速、顺畅放出，提高放矿效率，缩短放矿周期。

[0033]进一步地，在本申请实施例中，如图2所示，工字钢横梁101的长度为1.2~1.5m，厚度为0.5~1m。工字钢横梁101沿天井高度方向间隔0.5~1m均匀分布。竖向挡板102的厚度为0.4~0.6cm，宽度为0.2~0.3m，长度与工字钢横梁101间距相等。工字钢横梁101的长度决定了天井的宽度，而工字钢横梁101的安装位置决定了天井的长度。工字钢横梁101的厚度是决定其承载能力的关键因素。更厚的横梁能够承受更大的载荷，包括爆破产生的冲击力、矿石的重量以及人员设备的重量。工字钢横梁101的间距决定了竖向挡板102的支撑点间距，进而影响整个天井的稳定性和承载能力。竖向挡板102的宽度和厚度可以增强天井的整体稳定性，防止竖向挡板102在受到冲击时发生位移或脱落。

[0034]进一步地，在本申请实施例中，如图1所示，装配式天井1的安装位置与相邻间柱4的距离为1.2~1.5m。装配式天井1的下部与人行天井联络巷连通，上部距离顶板0.5~1m。每层装配式天井1的安装高度为1.5~2m。

[0035]具体的，在一些实施例中，设计第一次爆破崩落顶板矿体1.4m左右，形成1.6m左右的矿渣层，即安装的第一层天井高度为1.8m左右，天井下部与人行天井联络巷相通，上部不能与顶板靠太近，确保一定的人员进出的空间高度需求。装配式天井1的安装位置与相邻间柱4的距离为1.2~1.5m，即天井的长度为1.2~1.5m，根据设计的天井高度将若干工字钢横梁101采用锚杆103固定在上下盘围岩上，锚杆103为管缝式锚杆，长度为1~1.5m。工字钢横梁101间采用0.4~0.6cm厚的竖向挡板102包裹，竖向挡板102为钢板，采用铁丝固定在两端的横梁上，形成一个方桶型空间，即第一层装配式天井1形成，内部架设梯子即可投入使用。图1中箭头表示风的流动方向。第一次爆破完毕后，放出30~35%的矿石，即可安装第二层装配式天井1，第二层天井要求在第一层天井上部，安装距离顶板0.5~1m，按照上述方法安装好两侧的天井后，即可开始第二层爆破崩矿，依据此方式继续安装天井，随着采矿作业面上升，天井也随着逐步安装上升，直至安装至该采场的最上一层所需要的位置处即可，采场两端的天井安装方式相同。

[0036]如图1所示，传统岩巷天井5布置在间柱4内，采用传统的钻爆方式掘进布置，本申请提供的跟随采矿工作面上升的装配式天井1与传统岩巷天井5相比，具有以下几个方面的显著优势：

(1)降低采切比，节省工程量：相比常规的钻爆掘进天井方式，一个采场的采切比由原来的约35m3/kt降低至14~15m3/kt。

[0037](2)显著降低成本：钻爆掘进天井的掘进成本约为20万元，而装配式天井1的安装成本约为3万元，且装配式构件可回收，回收成本约为1万元，因此，每个采场的天井形成成本可节省约18万元。

[0038](3)缩短施工周期：采用钻爆掘进方式，一个采场的天井施工周期为40~50天，而采用装配式天井1只需20天，可节省20~30天的施工周期。

[0039](4)提高安全性：装配式天井1避免了钻爆掘进天井的施工安全风险，提高了施工的安全性。

[0040](5)减少后期工程：装配式天井1减少了采后的封堵工程，降低了后期维护成本。

[0041](6)符合安全规范：装配式天井1安装完成后，符合国家和行业的安全规程规范要求。

[0042]综上所述，本申请提供的跟随采矿工作面上升的装配式天井构筑方法具有显著的经济效益和社会效益，不仅降低了成本、缩短了工期、提高了安全性，还减少了后期工程量，符合国家和行业的安全规范要求，具有显著的技术经济效果和广阔的推广应用前景。

[0043]需要说明的是，本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。此外，在不脱离本申请主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本申请的范围内。

说明书附图(2)