CN103615285A - 一种利于充填接顶的采场进路布置方式及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有利于充填的采场进路布置方式和方法，实现进路充填接顶率达到90%以上，且充填成本低，工艺简单。该采场进路布置方式，采切巷垂直矿体走向布置，采切巷两翼的回采进路沿矿体走向交错布置，溜矿井布置于采切巷下盘围岩段内，回采进路高3米，一步回采进路长14～18米，二步回采进路长16～20米，采切巷高4.5米。该采场进路布置方法，先后施工斜坡道联络道、下盘采场分层联络巷、采切巷，并贯通溜矿井和回风充填井；一步回采进路施工结束，开始二步进路回采；之后将临时矿柱予以刷帮回采，中央采切巷宽度为4.5～5米，顶板呈拱形；将废石倾倒至二步回采进路内，顺路溜矿井加高3.5米，架设充填挡墙，当充填料浆液面高于回采进路顶板20～30cm结束充填作业。

Description

一种利于充填接顶的采场进路布置方式及方法

技术领域

本发明涉及金属矿山地下开采技术，尤其是上向进路式充填采矿法，具体地说，是一种利于充填接顶的采场进路布置方式及方法。

背景技术

目前国内使用上向进路式充填采矿法的矿山在充填时，一般在每条回采进路开口处架设挡墙，使用注浆工艺进行强制充填接顶，或者自流充填接顶。自流充填接顶时充填接顶率维持在60%左右。强制充填接顶方法架设挡墙多、操作复杂，充填成本高，自流充填接顶因充填接顶率低而达不到设计要求，因此难以控制围岩应力对矿体稳固性的破坏。近年来部分矿山使用两期进路回采，一期进路回采3至4个分层后，再开始二期进路的回采，一期及二期进路都不需要充填接顶。但该方法中二期进路顶板支护工程量大、费用高，由于锚索对二期进路顶板矿体仅起到拉吊作用，并不属于积极支护，因此支护效果不理想，由于顶板矿体呈倒挂形态，二期进路作业时，安全风险较高；一期回采进路无法实现下盘采准时的掘进矸石充填，二期进路回采结束后，下盘采准工程距离较远，因此掘进矸石充填倒运复杂；此外一期回采进路的脉外联络巷必须待二期进路回采结束后才能进行充填；该方法施工管理极为复杂，技术水平要求较高；因此推广难度大。

发明内容

本发明的目的是提供一种有利于充填的采场进路布置方式，以实现进路充填接顶率达到90%以上，不但能够使矿岩稳定性得到较好的控制，且充填成本低，工艺及施工管理简单。

本发明的利于充填接顶的采场进路布置方式，采切巷5位于采场中央，垂直矿体走向布置，采切巷两翼的回采进路8、9沿矿体走向交错布置，溜矿井4布置于采切巷下盘围岩段内，回风充填井7布置于采切巷迎头的矿体上盘围岩或靠上盘矿体内，回采进路宽3～5米，高3米，一步回采进路8长14～18米，二步回采进路9长16～20米，采切巷先期掘进时宽为3～3.5米，二步进路回采结束后宽为5米，采切巷高4.5米。

上述的采场进路布置方式，一步回采进路迎头和相邻采场采切巷之间留有临时矿柱6。临时矿柱6起到隔断采场作用，使相邻采场回采充填作业互不影响，在二步回采时该点柱会被同时回采，不会造成矿量损失。

本发明同时提供一种有利于充填的采场进路布置方法，以实现进路充填接顶率达到90%以上，不但能够使矿岩稳定性得到较好的控制，且充填成本低，工艺及施工管理简单。

本发明的有利于充填的采场进路布置方法，是按照下列步骤施工：

第一步，由斜坡道向采场下盘施工斜坡道联络道2，然后施工沿矿体走向的下盘采场分层联络巷3，最后施工采切巷5至矿体上盘边界，并贯通溜矿井4和回风充填井7，完成整个采场的采切工作；

第二步，沿矿体走向施工一步回采进路8，作业顺序为由上盘向下盘逐条施工，施工长度14～18米，宽3～5米，一步进路施工结束后，开始二步进路的回采，二步进路长度16～20米，直接施工至相邻采场的中央采切巷的充填体边界，宽度3～5米；

第三步，在每条二步进路回采之后，应将靠上盘一侧的相邻采场一步进路迎头预留的临时矿柱予以刷帮回采，所有临时矿柱回采后，中央采切巷宽度为4.5～5米，顶板应呈拱形；

第四步，所有回采进路及临时矿柱回采结束后，可将分层联络巷以及采切巷废石段内掘进的废石倾倒至本采场二步回采进路内，堆放高度不高于2米，然后将经由回风充填井进入采场的充填管管口固定于中央采切巷的顶板上，将顺路溜矿井4加高3.5米，并在顺路溜矿井下盘架设充填挡墙10，充填挡墙高度为3.5米，之后开始进行充填作业；

第五步，当充填料浆液面高于回采进路8、9顶板20～30厘米时，结束充填作业。

上述的采场进路布置方法，充填作业时，利用采切巷5与回采进路8、9顶板的高差实现料浆自流接顶，当充填料浆液面高于回采进路8、9顶板20～30厘米时，其液面距离充填挡墙10的顶部还有20～30厘米的空间，以完全容纳充填管路中剩余的充填料，同时，利用充填料浆的自然压头，使其向回采进路8、9内部受压流动，最终实现整个回采进路8、9全部接顶；采切巷无需接顶，充填后采切巷上部留有高1.3米左右、宽5米的空区，下个分层回采时，利用该采空区为爆破自由面进行压顶刷帮形成采切巷。这样，采切巷施工中无需掏槽工作，提高了掘进效率，降低了采切巷的掘进成本。充填料浆液面距离充填挡墙10的顶部还有20～30厘米的空间，完全可以容纳充填管路中剩余的充填料，充填料浆不会溢流出挡墙10之外。

上述的采场进路布置方法，充填料浆为选矿全尾砂加水泥。采场充填材料为选矿全尾砂加水泥，充填料浆既能保持良好的流动性，又能满足采场生产的强度要求。

上述的采场进路布置方法，一步回采进路施工时，可一次成巷，也可采用导硐掘进再刷大。

本发明的有益效果：

（1）开采安全性好

各采场除中央切割进路外，其余回采进路全部能够实现充填接顶，接顶率达90%以上，充填体对回采进路的顶板形成了有效的支撑作用，围岩稳定性控制较好，且一步回采进路和二步回采进路处在统一水平，二步进路顶板矿体并非为悬吊状态，因此二步进路的顶板安全性大为改善。

（2）充填成本低

采场中央的采切巷高度高于两翼的回采进路高度1.5米，因而可以通过充填料浆的流动性和自然压头实现充填接顶作业。由于一条充填挡墙可以实现一个采场内所有回采进路的充填，大大减少了充填挡墙的数量，节约了挡墙费用，同时，由于将下盘分层联络巷掘进废石充填到二步进路内，不但缓解了上向进路充填采矿法采准矸石的处理难题，也减少了水泥用量，降低了充填成本。此外矸石和尾砂混合充填有利于提高充填体的整体强度。

（3）适用性强

当矿岩条件稳固时，可适当加大中央采切巷以及回采进路的规格，采用大型凿岩出矿设备作业，提高生产效率；当矿岩条件不稳固时，可及时调小采切巷和回采进路的规格，采用小型凿岩和出矿设备作业，保证作业安全；实际使用中，进路规格的调整非常灵活，避免了两期回采中，一期进路和二期进路上下直立度要求较高，且一期进路宽度一旦确定，二期进路宽度便难以调整的难题。

（4）工艺及施工管理简单，易推广

由于实现了沿一步进路方向各采场间连续回采，不存在两期进路间隔几个分层回采，也无需进行大规模的二期回采进路支护，降低了支护费用，减少了充填挡墙的数量，各进路回采顺序简单，同时，每个分层回采结束后即可将该分层的脉外联络巷一次充填，回采工艺简单，采场作业紧凑，管理简单。

附图说明

图1为本发明采场进路布置方式的平面图。

图2为本发明采场进路布置方法沿走向的侧面图。

图3为本发明采场进路布置方法垂直走向的剖面图。

具体实施方式

本发明提出的有利于充填的采场进路布置方法施工方案如下：

（1）采场采切

由中段斜坡道1向矿体下盘施工一条下向斜坡道联络道2，到达采场设计分层高度后，在矿体下盘边界5～8米处沿矿体走向施工一条脉外联络巷3，然后沿矿体走向每隔16～20米施工一条垂直于矿体走向的中央采切巷5至矿体上盘边界，并贯通位于矿体下盘的顺路溜矿井4以及矿体上盘的回风充填井7。其中顺路溜矿井4贯通采场和采场底部的出矿巷道，回风充填井7贯通采场和上部回风充填平巷。

（2）回采顺序

各采场间回采顺序与一步回采进路的方向相同。中央采切巷施工结束后，首先施工沿矿体走向的一步回采进路8，长度14～18米，进路迎头至相邻采场中央采切巷边帮1.5～2米时停止掘进。所有一步回采进路回采结束后，施工二步回采进路9，长度16～20米，直至回采至另一侧相邻采场采切巷的充填体。每条二步进路回采结束后，将其上盘留设的临时矿柱6刷帮回采，回采后本采场中央采切巷宽度由3～3.5米变成4.5～5米。

（3）采场支护

由于采场进路实现了充填接顶，矿岩稳固性较好，且二步进路与一步进路处于同一水平，不存在悬吊的问题，因此本采场内只需用锚杆对个别不稳固区域进行临时支护即可。若矿岩稳固性降低，可适当调小回采进路规格，因此不需要大规模锚索支护。

（4）采场通风

新鲜风流从进风巷到达采场底部后路径为：运输穿脉巷→人行进风井→脉外联络巷→中央采切巷→采场。采场污风路径为：采场→中央采切巷→回风充填井→回风充填平巷→总回风巷→回风井→地表。

（5）采场充填

采场回采结束后，向二步回采进路内倾倒下盘分层联络巷的掘进矸石，堆放高度不高于2米（首采分层不进行矸石充填，而是浇筑高强度的钢筋网-砂浆胶结假底），然后用钢筒将顺路溜矿井加高3.5米，同时将充填管管口固定在采切巷顶板上，并在顺路溜矿井下盘的采切巷内架设充填挡墙10，充填挡墙高度3.5米。以上充填准备工作完成后，即可进行尾砂充填。充填料浆为选矿全尾砂加水泥。充填分为三次，最后一次充填时，当充填料浆的液面高于回采进路顶板20～30厘米时，采场充填看护人员通知地表充填站停止充填作业。充填料要有足够的塌落度，保证流动性良好。

本发明是一种能够实现更有利于上向进路充填采矿法采场充填接顶的进路布置方式和方法。采场中央的采切巷高度高于两翼的回采进路高度1.5米，因而可以通过充填料浆的流动性和自然压头实现充填接顶作业。各回采进路交错布置，在一步回采进路末端留有临时矿柱，待二步进路回采时再一并回采，不会造成矿量损失，临时矿柱的留设保证了相邻两个采场作业互不影响，可以实现连续作业。本方法可以利用一条挡墙同时充填多条回采进路，充填接顶工艺简单、成本低，对围岩应力控制较好。由于可以在同一分层连续作业，不需要分为两期回采，因此生产管理简单，顶板稳固性好，支护费用低，对技术水平要求不高，利于推广。

Claims (6)

1.一种利于充填接顶的采场进路布置方式，其特征在于：

采切巷（5）位于采场中央，垂直矿体走向布置，采切巷两翼的回采进路（8、9）沿矿体走向交错布置，溜矿井（4）布置于采切巷下盘围岩段内，回风充填井（7）布置于采切巷迎头的矿体上盘围岩或靠上盘矿体内，回采进路宽3～5米，高3米，一步回采进路（8）长14～18米，二步回采进路（9）长16～20米，采切巷先期掘进时宽为3～3.5米，二步进路回采结束后宽为5米，采切巷高4.5米。

2.如权利要求1所述的采场进路布置方式，其特征在于：一步回采进路迎头和相邻采场采切巷之间留有临时矿柱（6）。

3.一种利于充填接顶的采场进路布置方法，其特征在于按照下列步骤施工：

第一步，由斜坡道向采场下盘施工斜坡道联络道（2），然后施工沿矿体走向的下盘采场分层联络巷（3），最后施工采切巷（5）至矿体上盘边界，并贯通溜矿井（4）和回风充填井（7），完成整个采场的采切工作；

第二步，沿矿体走向施工一步回采进路（8），作业顺序为由上盘向下盘逐条施工，施工长度14～18米，宽3～5米，一步进路施工结束后，开始二步进路的回采，二步进路长度16～20米，直接施工至相邻采场的中央采切巷的充填体边界，宽度3～5米；

第三步，在每条二步进路回采之后，应将靠上盘一侧的相邻采场一步进路迎头预留的临时矿柱予以刷帮回采，所有临时矿柱回采后，中央采切巷宽度为4.5～5米，顶板应呈拱形；

第四步，所有回采进路及临时矿柱回采结束后，可将分层联络巷以及采切巷废石段内掘进的废石倾倒至本采场二步回采进路内，堆放高度不高于2米，然后将经由回风充填井进入采场的充填管管口固定于中央采切巷的顶板上，将顺路溜矿井（4）加高3.5米，并在顺路溜矿井下盘架设充填挡墙（10），充填挡墙高度为3.5米，之后开始进行充填作业；

第五步，当充填料浆液面高于回采进路（8、9）顶板20～30厘米时，结束充填作业。

4.如权利要求3所述的采场进路布置方法，其特征在于：

充填作业时，利用采切巷（5）与回采进路（8、9）顶板的高差实现料浆自流接顶，当充填料浆液面高于回采进路（8、9）顶板20～30厘米时，其液面距离充填挡墙（10）的顶部还有20～30厘米的空间，以完全容纳充填管路中剩余的充填料，同时，利用充填料浆的自然压头，使其向回采进路（8、9）内部受压流动，最终实现整个回采进路（8、9）全部接顶；采切巷无需接顶，充填后采切巷上部留有高1.3米左右、宽5米的空区，下个分层回采时，利用该采空区为爆破自由面进行压顶刷帮形成采切巷。

5.如权利要求3所述的采场进路布置方法，其特征在于：充填料浆为选矿全尾砂加水泥。

6.如权利要求3所述的采场进路布置方法，其特征在于：一步回采进路施工时，可一次成巷，也可采用导硐掘进再刷大。

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