CN104141495B - 一种缓倾斜中厚磷矿体的充填采矿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种缓倾斜中厚磷矿体的机械化连续出矿、条带式分层充填采矿方法,采用煤炭行业开拓系统,上下山准备,采区区段后退式开采,由上往下分层条带间隔跳跃式回采嗣后胶结充填。采用连采机或综掘机落矿,后接转载破碎机,然后上皮带,实现连续采矿。该方法是煤炭行业的走向长壁采矿法与连采机房柱式采矿方法的优化变形,具有连采机回采高机械化程度和壁式采矿法的简捷的开采系统,还具有进路式采矿的良好顶板安全环境和充填回采的高回收率等优点,构成了一种全新的适合缓倾斜的中厚磷矿石开采的采矿方法,该方法安全高效,采矿能力大,损失贫化小,生产成本低等特性,特别适用于矿体规模大、产量要求高的矿山。

Description

一种缓倾斜中厚磷矿体的充填采矿方法
技术领域
本发明属于采矿技术领域,具体涉及一种缓倾斜中厚磷矿体的新型机械化充填采矿方法。
背景技术
我国贵州某些磷矿床矿体较平缓,矿层中厚,连续性较好,不够稳固,间接顶板为含水层,地表有河流,因此地表不允许崩落,该缓倾斜中厚磷矿体的赋存条件及岩石力学性质与煤层较为相似,且该区矿床规模较大。
针对该类型磷矿体开采,常规的采矿方法为普通房柱采矿法,该方法采用电耙等设备出矿,机械化程度低,生产效率不高,无法形成大规模开采;同时需要留设大量矿柱,损失较严重;另外,房柱式采矿法回采矿石时,崩下的矿石飞入已采的空区后无法回收,造成矿石永久损失,而有些矿段矿体倾角较小,致使残留于底板上的崩落矿石不能借助重力放出,回收困难也造成了矿石损失。
根据该磷矿的开采技术条件,由于地表不允许垮落而无法直接采用综采工艺,只能采用带充填工艺的综采工艺,而目前的技术,综采的充填过程存在如下问题:
(一)充填工序影响回采效率。采用充填支架进行回采时,为随采随充的过程,由于充填需要砌挡墙,充填完了还需要时间凝固达到一定的强度以保证安全,因此,回采推进速度远大于充填速度,难以保证生产能力;
(二)如若先采后充,分两步骤进行的话,人在采空区下作业,既不符合安全规程,又难以保障安全;
(三)由于为分层开采,要在充填分层内形成人工假底,以便进行下一分层的开采,因此不宜采用干式充填,本矿拟采用磷石膏充填,磷石膏为流体,充填导致下顺槽附近充填挡墙受压较大,容易发生跑浆事故,对运输顺槽内的人员及设备造成伤害。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述缓倾斜中厚磷矿体大规模安全高效回采问题,提出一种缓倾斜中厚磷矿体的充填采矿方法,该采矿方法解决了普通房柱法生产效率低损失贫化大和综采工艺嗣后充填法存在的效率、安全等问题。
由于缓倾斜中厚磷矿体的赋存条件及岩石力学性质与煤层较为相似,可以借鉴煤炭开采的先进工艺。对照该矿不稳固的矿岩条件及赋存情况,根据非煤矿山进路式回采经验,进路式回采暴露面积小,有利于顶板维护,保证安全。根据综采布置方案,结合进路式开采的思路,可将两者融合,推出一种缓倾斜中厚磷矿体的新型机械化连续出矿、条带式分层充填采矿方法,可有效解决产能、充填及安全等问题。
具体来说,为实现上述目的,本发明的条带式分层充填采矿方法,包括以下步骤:
沿矿体走向在矿体顶板设置回风顺槽和运输顺槽,由端部回风上山和充填回风上山接连两顺槽,形成通风回路;
把矿体划分为若干倾斜条带,后退式开采,每间隔两条带分层回采一条带;用连采机或综掘机落矿,采下的矿石经破碎、由皮带运至溜井;对于开采完的整条条带,留下靠近回采面的条带用于巷道通风,其余按顺序充填,形成充填条带;由端部采至上山保护矿柱边界为止;
然后按上述步骤,依次回采位于充填条带一侧的条带矿体并充填,直至回采完整个矿体。
优选在1000m×100m左右的采区范围内进行开采。
所述回风顺槽铺轨及敷设充填管,运输顺槽安装皮带运输机。
优选布置两套连采设备,间隔两条带分别进行回采。
优选划分的倾斜条带宽度约6m。
采下的矿石经破碎机、转载机、轻型皮带机、区段皮带机运至溜井。
本发明借鉴了煤炭先进的开采工艺,采用煤炭行业开拓系统,上下山准备,采区区段后退式开采,由上往下分层条带间隔跳跃式回采嗣后胶结充填。采用连采机或综掘机落矿,后接转载破碎机,然后上皮带,实现连续采矿。该方法是煤炭行业的走向长壁采矿法与连采机房柱式采矿方法的优化变形,具有连采机回采高机械化程度和壁式采矿法的简捷的开采系统,还具有进路式采矿的良好顶板安全环境和充填回采的高回收率等优点,构成了一种全新的适合缓倾斜的中厚磷矿石开采的采矿方法,特别适用于矿体规模大、产量要求高的矿山。
与现有技术比较,本发明解决了普通房柱法生产效率低损失贫化大和综采工艺嗣后充填法存在的效率、安全等问题,所达到的有益效果如下:
(一)既有非煤进路式开采安全性能高的优点,又有煤炭连采工艺机械化程度高,生产能力大等优点,同时还有充填采矿法低损失贫化,高回收率以及保证地表安全的优点;
(二)采用煤炭区段布置,对应的集中运输水平上下山开拓方案,系统简单,工程量少;
(三)连采机落矿,机械化程度高,无需炸药,落矿效果好,皮带机运矿,形成连续出矿系统,生产连续,效率高,产量大;
(四)相对于综采工艺而言,无需液压支架,投资少,工作面搬迁简单;
(五)条带式开采,预留矿柱,采矿和充填分别进行,互不影响;
(六)在条带进路内采矿,在矿柱内充填,安全有保障。
附图说明
附图1为本发明缓倾斜中厚磷矿体的条带式分层充填采矿方法主视图Ⅰ-Ⅰ剖面图。
附图2是图1的Ⅱ-Ⅱ右视图;
其中,1-轨道上山,2-皮带上山,3-充填回风上山,4-运输顺槽,5-回风顺槽,6-采矿进路,7-临时回风上山,8-充填进路,9-端部回风上山,10-溜井。
具体实施方式
以贵州某地区某磷矿为例,该磷矿床矿体较平缓,平均倾角8度,矿层中厚,平均9m左右,连续性较好,矿体f系数较小,不够稳固,间接顶板为含水层,地表有河流,因此地表不允许崩落,该缓倾斜中厚磷矿体的赋存条件及岩石力学性质与煤层较为相似,且该区矿床规模较大。具体步骤如下:
A.区段尺寸及巷道布置
根据皮带输送机输送距离、通风条件及采场安全出口等因素确定区段长度为1000m左右,根据万向接长机的拼接长度及局部通风机的通风效率等因素确定区段宽度为100m左右;根据确定的区段尺寸,沿走向在矿体顶板掘进上下两条区段,上下两区段巷道,上区段巷为回风顺槽5,下区段为运输顺槽4,回风顺槽5铺轨及敷设充填管,负责材料设备运输及充填;运输顺槽4安装皮带运输机主要负责矿石运输;端部由端部回风上山9接连两顺槽,形成通风回路;
B.条带划分及回采作业
B1.把区段内的矿体划分为倾斜分条,根据连采机的开采宽度及矿体和充填体允许的最大安全跨度确定分条宽度为6m,根据连采机的开采高度,按4m高进行分层回采,布置两套连采设备,隔二采一,以保证矿柱稳定;
B2.采下的矿石经破碎机、转载机、轻型皮带机、区段皮带机运至溜井;
B3.开采整条分条后,留下靠近回采面的分条巷道通风用,为临时回风上山7,其余按顺序充填;
B4.按B1所述隔二采一的形式,由端部采至上山保护矿柱边界为止,此时端部充填条带业已达到足够的强度,且矿压已趋于平稳,因此,接下来按B1~B3步骤,依次回采充填条带一侧的条带矿体;
C.由步骤A的区段尺寸及巷道布置,按B步骤的循环顺序,把矿层由上至下分层依次回采并充填,直至回采所有的矿体。

Claims (1)

1.一种缓倾斜中厚磷矿体的充填采矿方法,其特征在于包括以下步骤:
A.区段尺寸及巷道布置
根据皮带输送机输送距离、通风条件及采场安全出口因素确定区段长度为1000m,根据万向接长机的拼接长度及局部通风机的通风效率因素确定区段宽度为100m;根据确定的区段尺寸,沿走向在矿体顶板掘进上下两条区段,上下两区段巷道,上区段巷为回风顺槽(5),下区段为运输顺槽(4),回风顺槽(5)铺轨及敷设充填管,负责材料设备运输及充填;运输顺槽(4)安装皮带运输机负责矿石运输;端部由端部回风上山(9)接连两顺槽,形成通风回路,新鲜风流由轨道上山(1)经石门至运输顺槽(4)到达工作面,污风由临时回风上山(7)和端部回风上山(9),经回风顺槽(5)到皮带上山(2)和充填回风上山(3);
B.条带划分及回采作业
B1.把区段内的矿体划分为倾斜分条,根据连采机的开采宽度及矿体和充填体允许的最大安全跨度确定分条宽度为6m,根据连采机的开采高度,按4m高进行分层回采,布置两套连采设备,隔二采一,以保证矿柱稳定;
B2.采下的矿石经破碎机、转载机、轻型皮带机、区段皮带机运至溜井;
B3.开采整条分条后,留下靠近回采面的分条巷道通风用,为临时回风上山(7),其余按顺序充填;
B4.按B1隔二采一的形式,由端部采至上山保护矿柱边界为止,此时端部充填条带业已达到足够的强度,且矿压已趋于平稳,因此,接下来按B1~B3步骤,依次回采充填条带一侧的条带矿体;
C.由步骤A的区段尺寸及巷道布置,按B步骤的循环顺序,把矿层由上至下分层依次回采并充填,直至回采所有的矿体。
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