CN104863592A - 一种大结构分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大结构分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法，采场回采与底部结构回收同步交叉进行，第一步回采奇数号采场，回采方式为分段凿岩阶段出矿，采空区暂不充填；第二步回采奇数号采场对应的1/2底部结构，回采结束后将矿房及其对应的1/2底部结构对应采空区进行充填；第三步回采偶数号采场，采空区暂不充填；第四步回采矿柱对应的1/2底部结构，回采结束后将矿柱及其对应1/2底部结构对应空区进行充填。本发明采准切割工程量大大减少，单个采场生产能力大，效率高，工人劳动强度低，生产调度和管理简单。同时，在采场主体矿石回采的同时对采场底部结构的矿石进行了同步交叉回收，回采作业安全，资源回收率高。
Description
技术领域
本发明属于地下矿山开采领域，特别涉及矿岩稳固急倾斜厚大矿体开采的一种大结构分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法。
背景技术
对于矿岩稳固~极稳固的急倾斜厚大矿体开采而言，分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法是一种比较适合的采矿方法。该方法将中段内矿体划分为分段，阶段底部水平设有底部出矿结构，在分段凿岩巷道中凿岩、爆破落矿，崩落矿石集中在底部出矿水平进行铲装或搬运，采场落矿、出矿完毕后对采空区进行充填处理。
目前我国矿山所采用的分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法阶段高度通常为50~60m，分段高度10~12m，矿房、矿柱跨度10~12m。正常回采分两步进行，一步骤回采矿房，二步骤回采矿柱，期间不对底部结构进行回采。底部结构矿石通常不回收、在中段回采完毕后回收或在矿山服务年限末尾作为“残矿”统一回收。
对于大型特大型地下矿山来说，采用上述结构参数的分段凿岩阶段出矿嗣后充填法进行生产，为满足矿山生产能力，往往需要同时安排多个中段、多个采场同时进行生产，矿山采准切割工程量大、工期紧，采场生产调度、作业安排等工作量繁复，人员设备工班消耗大，工效低。此外，若不对底部结构进行回收，则相当一部分矿石资源被浪费损失；若在中段回采完毕或服务年限末期回收，原有部分工程需维护费用高，且受前期采动及底部结构矿石特殊赋存形态影响，后期回采环境严重恶化，新增工程布置、施工难度大。
发明内容
本发明的目的是提供一种大结构分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法，该方法采场生产能力大，效率高，能够满足大型特大型矿山生产能力的要求，同时能在回采主体矿石的同时实现底部结构的安全高效回收。
本发明的同步回收底部结构的大结构分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法，阶段高度100~120m，分段高度20~25m，采场长为矿体厚度，宽20~30m，阶段出矿水平采用平底式底部结构。采场回采与底部结构回收同步交叉进行。
所述采场沿矿体走向划分为奇数号采场和偶数号采场。
两个相邻的奇数号采场和偶数号采场共用一个底部结构，所述底部结构的回采分为左右两个1/2底部结构进行回采。
从回采时间和空间上来看，回采分四步进行：第一步回采奇数号采场，采空区不充填；第二步回采奇数号采场对应的1/2底部结构，回采完毕后充填奇数号采场及其底部结构采空区；第三步回采偶数号采场，采空区不充填；第四步回采偶数号采场对应的另外1/2底部结构，回采完毕后充填偶数号采场及其底部结构采空区。
所述阶段高度100~120m，分段高度20~25m，采场长为矿体厚度，宽20~30m，其值根据矿体赋存形态、矿岩稳固性、理论分析计算结果及所用机械设备等因素综合确定。
所述平底式底部结构包括一条出矿穿脉、两条受矿巷道、数条出矿进路，空间形态呈一个大的对称三角形产出。其中，出矿穿脉布置在矿块中央位置由两侧采场共用，最优选巷道规格4.2m×4.1m；两条受矿堑沟分别位于远离中央出矿穿脉的一侧边界位置，最优选沟底宽度4.2m，高25m，坡角55°。
奇数号采场对应的1/2底部结构回采时，人员设备在采场底部结构的出矿进路中进行凿岩、装药，以奇数号采场空区为自由面和补偿空间进行爆破，崩矿后铲运机经奇数号采场和相邻偶数号采场的出矿进路出矿；偶数号采场对应的1/2底部结构回采时，人员设备在采场底部结构的出矿进路中进行凿岩、装药，以偶数号采场空区为自由面和补偿空间进行爆破，崩矿后铲运机经偶数号采场的出矿进路出矿。
在第一步进行奇数号采场回采的同时，在偶数号采场对应的1/2底部结构中同时施工出矿进路，施工进度应保证在奇数号采场对应的1/2底部结构回采正式开始前完成。
底部结构回采时，中深孔凿岩台车在出矿进路中钻凿反向排面倾角的扇形炮孔，最优选炮孔孔底距底部结构斜面距离控制为1.5m，排面倾角90~82°不等，随着回采工作面向后的推进炮孔排面倾角逐渐变小。底部结构下部矿体凿岩采用YG-40型凿岩机凿小角度孔和水平孔。
底部结构回采时，要求底部结构回采工作面推进至出矿穿脉4~5m时即停止回采。然后在出矿进路相对平整、断面面积较小处砌筑充填挡墙并进行充填。
偶数号采场对应底部结构回采出矿石采用遥控铲运机出矿；奇数号采场对应底部结构回采出矿可采用常规铲运机，当矿石无法铲装干净时可采用遥控铲运机。
相比于现有采矿方法和技术，本发明具有以下优势：采准切割工程量大大减少，单个采场生产能力大，效率高，工人劳动强度低，生产调度和管理简单。同时，在采场主体矿石回采的同时对采场底部结构的矿石进行了同步交叉回收，回采作业安全，资源回收率高，能充分利用现有工程，解决了后期单独回收底部结构时工程维护费用高、回采环境恶化、新增工程布置难度大等一系列问题。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的采场回采的左视图。
图3是本发明的俯视图。
图4是本发明回收底部结构的左视图。
图中：1-中段运输巷道；2-分段巷道；3-凿岩巷道；4-崩落矿石；5-出矿进路；6-出矿穿脉；7-中深孔；8-充填体；9-充填挡墙。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
参见图1、图2、图3及图4，将矿体沿走向划分为奇数号采场和偶数号采场，并按照中段高度100m，采场跨度均为20m，分段高度25m的采场结构参数形成中段运输巷道、分段巷道、凿岩巷道、出矿穿脉、出矿进路等采准切割工程。采切工程形成后即可开始回采，回采时第一步回采奇数号采场，采空区不充填；第二步回采奇数号采场对应的1/2底部结构，回采完毕后充填奇数号采场及其底部结构采空区；第三步回采偶数号采场，采空区不充填；第四步回采偶数号采场对应的另外1/2底部结构，回采完毕后充填偶数号采场及其底部结构采空区。奇数号、偶数号采场回采采用分段凿岩阶段出矿的方式，人员设备在分段凿岩巷道中进行凿岩、装药、爆破等作业，崩落矿石在出矿水平对应1/2底部结构中经出矿穿脉、出矿进路用铲运机铲装。奇数号采场对应的1/2底部结构回采时，人员设备在采场底部结构的出矿进路中进行凿岩、装药，以奇数号采场空区为自由面和补偿空间进行爆破，崩矿后铲运机经奇数号采场和相邻偶数号采场的出矿进路出矿；偶数号采场对应的1/2底部结构回采时，人员设备在采场底部结构的出矿进路中进行凿岩、装药，以偶数号采场空区为自由面和补偿空间进行爆破，崩矿后铲运机经偶数号采场的出矿进路出矿。
Claims (7)
1.一种大结构分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法，其特征在于：采场沿矿体走向划分为奇数号采场和偶数号采场，阶段出矿水平采用平底式底部结构，两个相邻的奇数号采场和偶数号采场共用一个底部结构，底部结构的回采分为左右两个1/2底部结构进行回采，采场回采与底部结构回收同步交叉进行：第一步回采奇数号采场，回采方式为分段凿岩阶段出矿，采空区暂不充填；第二步回采奇数号采场对应的1/2底部结构，回采结束后将矿房及其对应的1/2底部结构对应采空区进行充填；第三步回采偶数号采场，回采同样采用分段凿岩阶段出矿方式进行，采空区暂不充填；第四步回采矿柱对应的1/2底部结构，回采结束后将矿柱及其对应1/2底部结构对应空区进行充填。
2.根据权利要求1所述的大结构分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法，其特征在于：阶段高100~120m，分段高度20~25m，采场长为矿体厚度，宽20~30m。
3.根据权利要求1所述的大结构分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法，其特征在于：所述平底式底部结构包括一条出矿穿脉、两条受矿巷道和数条出矿进路，空间形态呈一个大的对称三角形产出，出矿穿脉布置在矿块中央位置由两侧采场共用，两条受矿堑沟分别位于远离中央出矿穿脉的一侧边界位置。
4.根据权利要求1或3所述的大结构分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法，其特征在于：奇数号采场对应的1/2底部结构回采时，人员设备在采场底部结构的出矿进路中进行凿岩、装药，以奇数号采场空区为自由面和补偿空间进行爆破，崩矿后经奇数号采场和相邻偶数号采场的出矿进路出矿；偶数号采场对应的1/2底部结构回采时，人员设备在采场底部结构的出矿进路中进行凿岩、装药，以偶数号采场空区为自由面和补偿空间进行爆破，崩矿后经偶数号采场的出矿进路出矿。
5.根据权利要求1所述的大结构分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法，其特征在于：在第一步进行奇数号采场回采的同时，在偶数号采场对应的1/2底部结构中同时施工出矿进路。
6.根据权利要求1或3所述的大结构分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法，其特征在于：底部结构回采时，在出矿进路中钻凿反向排面倾角的扇形炮孔，随着回采工作面向后的推进炮孔排面倾角逐渐变小。
7.根据权利要求1或3所述的大结构分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法，其特征在于：底部结构回采时，要求底部结构回采工作面推进至出矿穿脉4~5m时即停止回采。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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