CN105019902B - 一种脉内斜巷上向分层充填采矿法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种脉内斜巷上向分层充填采矿法，包括以下步骤：划分矿房并确定分层高度，开设采准系统；采矿设备进入矿房的底部，从矿房的一侧向另一侧开采拉底层；在开采拉底层之后对拉底层充填一个分层高度从而形成一个充填层，其中，充填层在靠近矿房另一侧的位置处以预定的坡度形成为坡面；对多个分层进行从下至上地逐层开采，并在每一分层的开采后分别进行充填直至最上一个分层，从而形成连续的脉内斜巷，其中，对每一分层的开采以及充填均在由该矿房的一侧与坡面的延伸平面限定的范围内进行；采矿设备沿着脉内斜巷再次进入矿房的底部，从下至上逐层对多个分层进行开采直至最上一个分层。

Description

一种脉内斜巷上向分层充填采矿法

技术领域

本发明涉及一种上向水平分层充填采矿法，更具体地，涉及一种脉内斜巷上向分层充填采矿法。

背景技术

机械化盘区上向水平分层充填采矿法是目前常用的一种高效、回采工艺简单、作业安全性好的采矿方法，但该方法为实现机械化作业，需每3～4个分层掘进一条脉外分段平巷及脉外分层联络斜巷。由于脉外分层联络斜巷施工复杂、施工周期长，所以在薄矿体或中厚矿体的开采中，采用这种方法进行开采时存在采准工程量大、采切比高、成本高等问题。

因此，对于薄矿体或中厚矿体的开采，从经济和技术的角度来看不适合采用机械化盘区上向水平分层充填采矿法。因为在现有技术中，对薄矿体或中厚矿体的开采大多采用留矿法或传统的上向水平充填采矿法。这两种方法均需留矿柱和底部结构，留矿量较大，导致回收率降低。由于大型凿岩出矿机械不能进入采矿场，采矿场内凿岩多采用YT-27或7655等凿岩机，出矿多采用电耙子，凿岩、出矿效率低。此外，留矿法和矿场底部结构多为漏斗结构、堑沟结构，因此工程技术复杂、劳动强度大并且回采效率降低。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中存在的上述技术问题而做出，其目的在于提供一种无需脉外分层联络斜巷，同时大型凿岩机械能够进入采矿场的上向水平分层充填采矿法。

为了实现上述目的，本发明提供一种脉内斜巷上向分层充填采矿法，所述方法包括以下步骤：

划分矿房并确定分层高度，其中，将所述矿房划分为一个拉底层和位于所述拉底层之上的多个分层，并且所述拉底层的高度为所述分层高度与开采空间的高度之和；

开设采准系统；

采矿设备进入所述矿房的底部，从所述矿房的一侧向另一侧开采所述拉底层；

在开采所述拉底层之后对所述拉底层充填一个分层高度从而形成一个充填层，其中，所述充填层在靠近所述矿房另一侧的位置处以预定的坡度形成为坡面；

对所述多个分层进行从下至上地逐层开采，并在每一分层的开采后分别进行充填直至最上一个分层，从而形成连续的脉内斜巷，其中，对每一分层的开采以及充填均在由该矿房的一侧与所述坡面的延伸平面限定的范围内进行；

所述采矿设备沿着所述脉内斜巷再次进入所述矿房的底部，从下至上逐层对所述多个分层进行开采，并在开采所述多个分层中的每一层之后分别进行充填直至所述最上一个分层。

此外，所述矿房在顶端还包括一个矿房顶柱层，所述矿房顶柱层位于所述多个分层的上方，在完成对所述多个分层的开采后，对所述矿房的矿顶柱层进行开采。

此外，所述方法进一步包括在充填所述拉底层之前，用钢筋和混凝土形成人工假底，并且在对矿顶柱进行开采的过程中采用路进法回收矿石。

此外，在每个分层的开采中，使用凿岩机或凿岩台车进行打眼，之后用微差爆破法进行爆破。

此外，所述充填层包括废石层和在所述废石层上的水泥/尾砂层，所述水泥/尾砂层的厚度为0.4至1.0m。

此外，所述预定坡度为10％至20％。

此外，所述预定坡度为15％。

此外，所述采准系统包括：通风充填天井、脉外分段平巷、脉外出矿横巷和脉外矿石溜井，其中，所述通风充填天井位于一侧的矿柱内，所述脉外矿石溜井位于另一侧的矿柱内，所述脉外出矿横巷包括上脉外出矿横向横巷和下脉外出矿横巷，所述脉外分段平巷包括上脉外分段平巷和下脉外分段平巷，所述通风充填天井分别与所述上脉外出矿横巷和所述下脉外出矿横巷连通，所述脉外矿石溜井分别与所述上脉外分段平巷和所述下脉外分段平巷连通。

在根据本发明的脉内斜巷上向分层充填采矿法中，由于采矿设备能够进入采矿场，可以提高采矿效率，同时能够保证人员的安全。此外，通过形成脉内斜巷来实现采矿设备的转层问题，不需要开设脉外分层联络斜巷，从而减少了采准工程量，降低了采切比。

附图说明

通过参考以下具体实施方式及权利要求书的内容并且结合附图，本发明的其它目的及结果将更加明白且易于理解。在附图中：

图1a至图1c是根据本发明的脉内斜巷上向分层充填采矿法的第一开采阶段的示意图；

图2a至图2c是根据本发明的脉内斜巷上向分层充填采矿法的第二开采阶段的示意图；

图3a至图3g是示出根据本发明的脉内斜巷上向分层充填采矿法开采过程的示意图。

在附图中：1-通风充填天井，2-矿房顶柱，3-矿体，4-炮孔，5-铲运机，6-充填层，7-脉内斜巷，8-上脉外出矿横巷，9-矿柱，10-下脉外出矿横巷，11-脉外分段平巷，12-脉外矿石溜井，13-人工假底。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

在开采矿体时，先沿矿体走向将矿体划分为间隔布置的矿房，一个或多个矿房构成一个盘区。在开采时，一个盘区作为一个开采单元。在以下的说明中，将以一个矿房的开采来说明根据本发明的脉内斜巷上向分层充填采矿法。

图1a至图1c是根据本发明的脉内斜巷上向分层充填采矿法的第一开采阶段的示意图。图2a至图2c是根据本发明的脉内斜巷上向分层充填采矿法的第二开采阶段的示意图。

下面将参照附图来对根据本发明的各个实施例进行详细描述。

本发明提供一种脉内斜巷上向分层充填采矿法，该方法包括以下步骤：

步骤1：划分矿房并确定分层高度，将矿房划分为一个拉底层和位于拉底层之上的多个分层。

根据所开采的矿岩条件确定矿房长度，例如矿房的长度可以为120至280m(米)。矿房包括多个分层、矿顶柱2(矿顶柱层)和矿柱9。矿房顶柱2位于多个分层的上方，矿柱9位于矿房两侧。矿柱的直径可以为3至5m，矿房顶柱2的高可以为3至5m。根据岩石条件、凿岩机或凿岩台车的钻杆长度等来确定分层高度，例如，根据凿岩机或凿岩台车的钻杆长度，将分层高度确定为3至4m。其中，最下一分层为拉底层，其高度为分层高度与开采空间高度(即，控顶高度)之和。例如，分层高度为3m，开采空间需要1.5m，拉底层的高度为4.5m。除拉底层外的其它各分层的高度可以相等，例如，除拉底层外的各其它分层的高度可以均为3m。

步骤2：开设采准系统。采准系统可以为脉外无轨采准系统。如图1a至图1c所示，采准系统包括：通风充填天井1、脉外分段平巷11和脉外出矿横巷脉外矿石溜井12。如图1a至图1c所示，通风充填天井1位于左侧的矿柱9内，脉外矿石溜井12位于右侧的矿柱9内。脉外出矿横巷包括上脉外出矿横向横巷8和下脉外出矿横巷10。脉外分段平巷11包括与上脉外出矿横巷8连通的上脉外分段平巷和与下脉外出矿横巷11连通的下脉外分段平巷。脉外矿石溜井12分别与上脉分段平巷和下脉外分段平巷连通。通风充填天井1分别与上脉外出矿横巷8和下脉外出矿横巷10连通，其作用是通风以及进行充填时下放充填管道。此外，工作人员从经由通风充填天井1进出作业区域。

步骤3：采矿设备进入矿房的底部，从矿房的一侧向另一侧开采拉底层。采矿设备包括凿岩机或凿岩台车和铲运机5。具体地，如图3a所示，首先在矿房底部从一侧向另一侧(例如，图3a中从左侧向右侧)开采拉底层。拉底层的高度为分层高度与开采空间高度之和。在每个分层的开采中，可以使用凿岩机(例如，浅眼凿岩机)或凿岩台车打眼(即，炮孔4)，在炮孔4装入炸药，之后用微差爆破法对拉底层进行爆破，然后铲运机5沿着开脉内采巷道将矿石运出。

步骤4：在开采拉底层之后对拉底层充填一个分层高度从而形成一个充填层，其中，充填层在靠近矿房另一侧的位置处以预定的坡度形成为坡面。如图3b所示，在开采拉底层之后，对拉底层进行充填。充填高度为分层高度。例如，当拉底层高度为4.5m，分层高度为3m时，对拉底层的充填高度为3m，充填后留下的用作下一层开采空间的高度为1.5m。也就是说，在对拉底层进行充填后，充填层与矿体上方之间的空间即为开采下一分层的开采空间。

此外，充填时，充填层在靠近矿房另一侧的位置处形成为坡面。例如，如图3b所示，在充填层靠近矿房右侧的位置处形成坡面。在一个具体的实施例中，坡面最右端与矿房右侧而的距离可以为10m。坡面以预定的坡度形成，例如预定坡度可以为10％至20％。优选地，预定坡度可以为15％。由于形成有坡面，在使用铲运机5出矿时，可以将矿石运到拉底层，并经由下脉外出矿横巷10和下脉外分段平巷出矿。

进一步地，在充填时可以分两次进行充填。例如，充填厚度为3m，可以先充填2m至2.6m厚的废石层。然后在废石层上充填0.4至1m厚的水泥/尾砂层，其中，水泥/尾砂层为水泥和尾砂的胶结充填层。优选地，废石的充填厚度为2.5m，水泥/尾砂层的厚度为0.5m。水泥/尾砂层中水泥和尾砂的比例可以在1：4至1：6的范围内。

步骤5：对多个分层进行从下至上地逐层开采，并在每一分层的开采后分别进行充填直至最上一个分层，从而形成连续的脉内斜巷，其中，对每一分层的开采以及充填均在由该矿房的一侧与坡面的延伸平面限定的范围内进行。

在形成充填层以后，以充填层与矿体下侧之间的空间作为开采空间，对下一层进行开采。对矿体的多个分层从下至上地逐层开采，并在每一分层的开采后进行充填。在开采各分层时，仅开采坡面与矿房一侧(在本实施例中是左侧)之间的部分，并且在充填时仅充填坡面与矿房的该侧之间的部分。如图3b至3d所示，在开采各分层时，仅开采各分层在矿房左侧与坡面延伸平面之间的部分。在充填时，仅充填各分层在矿房左侧与坡面延伸平面之间的部分。也就是说，如果每一分层的高度为3m，每一层的开采和充填后充填层的高度升高3m，同时坡面在竖直方向上被向上抬高3m。在开采到最上一分层(不包括矿房顶柱层)后(如图3d所示)，形成一条从最上一分层通往拉底层的脉内斜巷。在对各分层的开采过程中，经由该斜巷将矿石运到拉底层，并经由下脉外出矿横巷10和下脉外分段平巷出矿。因此，无须开设连通每个层与脉外矿石溜井连通脉外分层连接斜巷。因此，可以减小采准系统的工程量和采切比。

步骤6：采矿设备沿着脉内斜巷再次进入矿房的底部，从下至上逐层对多个分层进行第二阶段的开采，并在开采多个分层中的每一层之后分别进行充填直至最上一个分层。

如图3c所示，对坡面左侧的矿体的开采完成后，开采设备沿着脉内斜巷再次进入矿房底部。此后，按照与步骤5相同的方法对坡面右侧的矿体进行从下至上地逐层形彩和充填直到最上一分层，如图3e至3g所示。至此，完成了对矿房的拉底层和各个分层的开采。

在现有技术中，通常由三至五个分层构成一个分段。各分层之间需要通过脉外分层连接斜巷连接，并且需要为每个分段开设一条脉外分段平巷。而在本发明的开采方法中，仅需要两条脉外分段平巷(上分段平巷8和下分段平巷10)，并且不需要掘进脉外分层连接斜巷，而是以充填层与矿体下侧之间的空间作为下一层的开采空间。

在根据本发明的脉内斜巷上向分层充填采矿法中，通过自然形成脉内斜巷来实现采矿设备的转层问题，不需要开设脉外分层联络斜巷，从而减少了采准工程量，降低了采切比。此外，由于采矿设备能够进入采矿场，可以提高采矿效率，同时能够保证人员的安全。

进一步地，在完成对多个分层以及拉底层的开采后，对矿房的矿顶柱层进行开采。在矿顶柱层时，可以使用凿岩机或凿岩台车进行打眼，之后用微差爆破法进行爆破来开采。

进一步地，在充填拉底层之前，用钢筋和混凝土形成人工假底。人工假底的厚度可以为0.5m。在形成人工假底的情况下，充填拉底层时，减小充填层的厚度0.5m。例如，分层高度为3m时，在形成人工假底后对拉底层进行充填时，充填高度为2.5米。其中，废石层的充填高度为2m，水泥/尾砂的高度仍为0.5m。由于形成了人工假底，在对矿顶柱进行开采的过程中可以采用路进法回收矿石。

尽管前面公开的内容示出了本发明的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的发明实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明的元素可以以个体形式描述或要求，但是也可以设想具有多个元素，除非明确限制为单个元素。

Claims (8)

1.一种脉内斜巷上向分层充填采矿法，所述脉内斜巷上向分层充填采矿法包括以下步骤：

划分矿房并确定分层高度，其中，将所述矿房划分为一个拉底层和位于所述拉底层之上的多个分层，并且所述拉底层的高度为所述分层高度与开采空间的高度之和；

开设采准系统；

采矿设备进入所述矿房的底部，从所述矿房的一侧向另一侧开采所述拉底层；

在开采所述拉底层之后对所述拉底层充填一个分层高度从而形成一个充填层，其中，所述充填层在靠近所述矿房另一侧的位置处以预定的坡度形成为坡面；

对所述多个分层进行从下至上地逐层开采，并在每一分层的开采后分别进行充填直至最上一个分层，从而形成连续的脉内斜巷，其中，对每一分层的开采以及充填均在由该矿房的一侧与所述坡面的延伸平面限定的范围内进行；

所述采矿设备沿着所述脉内斜巷再次进入所述矿房的底部，从下至上逐层对所述多个分层进行开采，并在开采所述多个分层中的每一层之后分别进行充填直至所述最上一个分层。

2.根据权利要求1所述的脉内斜巷上向分层充填采矿法，其中，所述矿房在顶端还包括一个矿房顶柱层，所述矿房顶柱层位于所述多个分层的上方，在完成对所述多个分层的开采后，对所述矿房的矿顶柱层进行开采。

3.根据权利要求2所述的脉内斜巷上向分层充填采矿法，所述方法进一步包括在充填所述拉底层之前，用钢筋和混凝土形成人工假底。

4.根据权利要求1所述的脉内斜巷上向分层充填采矿法，其中，在每个分层的开采中，使用凿岩机或凿岩台车进行打眼，之后用微差爆破法进行爆破。

5.根据权利要求1所述的脉内斜巷上向分层充填采矿法，所述充填层包括废石层和在所述废石层上的水泥/尾砂层，所述水泥/尾砂层的厚度为0.4m至1.0m。

6.根据权利要求1所述的脉内斜巷上向分层充填采矿法，其中，所述预定坡度为10％至20％。

7.根据权利要求1所述的脉内斜巷上向分层充填采矿法，其中，所述预定坡度为15％。

8.根据权利要求1所述的脉内斜巷上向分层充填采矿法，其中，所述采准系统包括：通风充填天井、脉外分段平巷、脉外出矿横巷和脉外矿石溜井，其中，所述通风充填天井位于一侧的矿柱内，所述脉外矿石溜井位于另一侧的矿柱内，所述脉外出矿横巷包括上脉外出矿横向横巷和下脉外出矿横巷，所述脉外分段平巷包括上脉外分段平巷和下脉外分段平巷，所述通风充填天井分别与所述上脉外出矿横巷和所述下脉外出矿横巷连通，所述脉外矿石溜井分别与所述上脉外分段平巷和所述下脉外分段平巷连通。