CN107524442A - 一种矿房对中交错布置的充填采矿方法 - Google Patents
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Abstract
一种矿房对中交错布置的充填采矿方法，使用了矿房对中交错布置的形式，相邻两个矿房共用一个矿房石门，并且在相邻两个矿脉分层上拉切割通道形成回风通道。通过本发明的实施，矿房在矿房石门布置好后矿房切割不受矿房脉内采准的影响，形成矿房回采时的污风回风通道，提高采场的空气质量，有效降低职业病(矽肺)发生的几率，使用矿房石门对中交错布置的形式，能够防止在回采矿体时部分矿石无法采出，提高了经济效益，此外，有效避免了超采现象的出现，保证了采矿施工的安全性，在相邻分层上拉设的切割通道除了作为回风通道以外，还可以作为回采后充填的充填通道，确保了充填工艺的正常进行。
Description
技术领域
本发明属于矿山开采领域，涉及采矿的方法，具体为一种矿房对中交错布置的充填采矿方法。
背景技术
充填采矿法是指在矿房或矿块中，随着回采工作面的推进，向采空区送入充填材料，以进行地压管理、控制围岩崩落和地表移动，并在形成的充填体上或在其保护下进行回采。此方法矿石回采率高，贫化率低，作业较安全，能利用工业废料，保护地表等。充填采矿法在国外，如加拿大、澳大利亚、印度、波兰、法国、德国、瑞典、意大利、芬兰、爱尔兰、墨西哥、南非等国家得到了广泛的应用。在国内，充填采矿方法运用也发展迅速。1985年，有色矿山充填采矿法比重为19％；1990年，有色矿山充填采矿法比重为19.6％；1997年，有色矿山充填采矿法比重超过22.37％。随着可持续发展理念、无废采矿理念、工业生态学的矿山充填理念的不断深入，充填采矿法的发展及应用已日渐普遍。而目前所使用的充填采矿法，在矿房回采过程中，回采矿房的矿体因地质构造、矿体稳定程度、石门位置不对应等因素影响造成切割不能贯穿上分层、多个矿房脉内采准贯通等现象，最终导致回采时无污风回风通道及回采后无充填通道，给生产过程带来极大的安全隐患。另外，在回采矿体较缓的矿体时矿石回收率也受到极大影响，往往会造成巨额的经济损失。
中国专利(公开号：CN101737052B)公开了一种分段充填采矿方法，利用崩落矿石以及干式充填材料自然安息角特性，按照目前中深孔凿岩设备所能适应的高度以及矿体允许暴露面积、空间和时间，在空场状态下自下而上逐段回采并用干式充填材料及时充填，但其并不能使多个矿房之间脉内采准贯通。中国专利(公开号：CN103643992B)公开了一种采矿充填方法，使用含胶结料的充填料浆进行充填，提高了开采矿石的资源利用率，但是任何两个矿房之间并未设置回风通道，多个矿房之间并无相互贯通，不能保证采矿工人的人身安全，防止矽肺等职业病的发生。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种矿房对中交错布置的充填采矿方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
一种矿房对中交错布置的充填采矿方法，包括以下步骤：
步骤一：在矿脉开采区域布置开拓系统、盘区系统以及脉外分层平巷；
步骤二：设置矿房的走向长度，划定矿房边界线，在同一分层上每间隔两倍矿房的走向长度设置一个矿房石门，相邻两个采准分层之间所设矿房石门的中线错开距离为所设矿房的走向长度；
步骤三：确定回采矿房并在相邻采准分层的相近矿房石门处进行同侧方向的脉内采准；
步骤四：自矿房对应的下分层采准的端部位置向上分层的矿房石门位置设置切割通道，形成矿房回采的回风通道；
步骤五：通过上分层矿房的脉内采准回采进路进行凿岩、装药、爆破以及出矿；在完成一个出矿作业后，进行下一循环的凿岩、装药作业，这时，通过充填进路对上一个出矿作业的作业区进行充填；在回采进路中进行出矿作业的同时，在充填进路中对充填体进行夯实；如此循环至上分层矿房的脉内采准回采进路被充填消失，本层矿房的回采以及充填结束。
步骤六：重复步骤四和步骤五，直至多个分层的矿房均完成完成矿石采掘作业。
在步骤二中，所设矿房石门为对中交错布置，相邻两个采准分层之间矿房石门相互错开。
在同一采准分层上相邻的两个矿房使用一个矿房石门。
在步骤四中设置的两相邻分层之间的切割通道作为爆破落矿时的落矿自由面。
步骤五中使用两相邻分层之间的切割通道作为矿房的充填通道，从下分层的矿房石门通过切割通道对上分层的矿房进行充填作业。
在步骤五中，矿房中出现矿体较薄的情况时不进行回采操作。
在步骤二中，设置矿房石门时，见矿后停止掘进。
在步骤一中，所布置的盘区系统为盘区溜井、斜坡道以及盘区回风井。
本发明的有益效果在于：通过本发明的实施，矿房在矿房石门布置好后矿房切割不受矿房脉内采准的影响，始终能够自下分层向上分层贯通，形成矿房回采时的污风回风通道，提高采场的空气质量，有效降低职业病(矽肺)发生的几率，使用矿房石门对中交错布置的形式，能够避免切割通道只能布置在较短脉内采准端部的情况，防止在回采矿体时部分矿石无法采出，提高了经济效益，此外，在矿房石门布置好后，就决定了矿房回采的终止点，在本质上有效避免了超采现象的出现，保证了采矿施工的安全性，在相邻分层上拉设的切割通道除了作为回风通道以外，还可以作为回采后充填的充填通道，确保了充填工艺的正常进行。
附图说明
图1是本发明具体实施时的施工布置图；
图2是本发明的矿房石门对中交错布置图；
图3是本发明的矿房石门对中交错布置图A-A向视图；
图4是本发明的脉内采准工序布置图；
图5是本发明的脉内采准工序布置图的B-B向视图；
图6是本发明的相邻分层间拉切割通道布置图；
图7是本发明的相邻分层间拉切割通道布置图的C-C向视图；
图8是本发明的回采平面结构布置图；
图9是本发明的回采平面结构布置图的D-D向视图。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1-9所示，一种矿房对中交错布置的充填采矿方法，包括以下步骤：
步骤一：在矿脉开采区域布置开拓系统、盘区系统以及脉外分层平巷；
在此，布置所述开拓系统包括通风系统、运输系统以及排水系统，所述盘区系统为盘区溜井、斜坡道以及盘区回风井。
步骤二：设置矿房的走向长度，划定矿房边界线，在同一分层上每间隔两倍矿房的走向长度设置一个矿房石门，相邻两个采准分层之间所设矿房石门的中线错开距离为所设矿房的走向长度；
步骤二中，所设矿房石门为对中交错布置，相邻两个采准分层之间矿房石门相互错开。
所述相邻两个分层之间矿房石门的错开距离为矿房的走向长度。
在同一采准分层上相邻的两个矿房使用一个矿房石门。
在图2中，设置矿房的走向长度为L，根据矿体赋存条件及顶板稳定性决定矿房走向长度L的取值，划定矿房边界线，矿房石门中线保持与矿房边界线在水平面上重合，两个矿房共用一条矿房石门，同一分层每间隔2L布置一条矿房石门，相邻分层石门中线错开距离为L，所述的矿房石门对中交错式布置，其作用在于利用相邻两个分层的矿房石门位置作为回采矿房的终点进行控制，即使矿房石门在施工完后未达到设计要求的严格对中，其造成的影响仅仅是某个矿房走向长度变长或变短，但不会造成相邻两个石门之间的脉内采准贯通。在矿房石门布置好后，就决定了矿房回采的终止点，在本质上有效避免了超采现象的出现，保证了矿房采掘时的安全性。
步骤三：根据充填采矿方法技术要求确定回采矿房并在相邻采准分层的相近矿房石门处进行相向掘进脉内采准；
在图1中，奇数矿房为首采矿房，脉内采准相邻分层自对应矿房石门相向掘进；偶数矿房为次采矿房，暂不布置脉内采准巷道。其中，1、3号矿房代表矿体受地质构造影响而矿体变薄(不可采)时脉内采准根据矿体情况进行合理布置；5、7号矿房采准为矿体正常情况下的布置。
步骤四：自矿房对应的下分层采准的端部位置向上分层的矿房石门位置设置切割通道，形成矿房回采的回风通道；
通过设置切割通道的方式形成相邻两个分层之间的回风通道，能够保证矿房之中的空气与外界的空气能够自由交换，矿房内的污浊空气可以通过回风通道排出矿道内，能够保护操作工人的人身安全，防止矽肺等职业病的发生。
在图1中，奇数矿房为首采矿房，偶数矿房为次采矿房。其中1、3号矿房代表脉内采准未能掘进至对应矿房边界线时切割自下分层与上分层贯通的方式，5号矿房为矿体正常情况下切割的布置方式，7号矿房为矿体较缓(矿房倾向长度超过爆破落矿长度而不能实现一次性爆破落矿)时切割为倾斜布置方式。
步骤五：通过上分层矿房的脉内采准回采进路进行凿岩、装药、爆破以及出矿；在完成一个出矿作业后，进行下一循环的凿岩、装药作业，这时，通过充填进路对上一个出矿作业的作业区进行充填；在回采进路中进行出矿作业的同时，在充填进路中对充填体进行夯实；如此循环至上分层矿房的脉内采准回采进路被充填消失，本层矿房的回采以及充填结束。
在图1中，矿房回采时均按照带圈的数字顺序进行回采，“不”代表矿薄不可采区域，不回采。1、3号矿房代表受地质构造影响矿体变薄的回采方法，5号矿房代表正常矿体回采方法，7号矿房代表的是矿体倾角较缓倾向长度超过一次性爆破落矿长度的矿房的回采方法。
步骤六：重复步骤四和步骤五，直至多个分层的矿房均完成完成矿石采掘作业。
在步骤四中设置的两相邻分层之间的切割通道作为爆破落矿时的落矿自由面，从下分层的矿房石门进行出矿作业。
步骤五中使用两相邻分层之间的切割通道作为矿房的充填通道，从下分层的矿房石门通过切割通道对上分层的矿房进行充填作业。
使用两相邻矿脉分层之间的切割通道作为充填通道，不但可以保证采矿的安全性，又能够保障相邻两矿脉分层之间的充填工作，可以实现采准通道与采准通道的分离，保证了采矿施工的有序进行。
在步骤五中，矿房中出现矿体较薄的情况时不进行回采操作。
矿体较薄时，说明开采意义不大，此时再进行回采操作势必对采矿的经济效益产生不利影响。
在步骤二中，设置矿房石门时，见矿后停止掘进。防止过多的掘进对矿体造成伤害，影响后续的脉内采准以及采矿作业。
在进行矿石采掘过程中，下分层的新鲜空气通过下分层的矿房石门进入切割通道后通入上分层的脉内采准通道内，上分层的爆破和采掘产生的污浊气体通过上分层的采准通道后经过上分层矿房石门排出，形成空气循环，降低矿道内的空气中粉尘和烟尘的含量，保障操作人员的人身健康。
本发明通过改变相邻分层矿房石门的相对位置，解决了充填采矿方法在应用过程中存在的两大难题。一是从本质上控制了矿房的走向长度，避免了因相邻分层脉内采准终点不对应造成的超采和因相邻分层矿房石门位置未达到设计要求时造成的相邻矿房贯通等重大隐患的出现；二是解决了在矿体受地质构造影响而造成相邻分层的脉内采准不能施工到设计要求的位置时，切割巷道不能贯穿上分层而引起的无矿房回采的回风通道、充填的充填通道及较缓矿体回采回收率低下等问题。矿房石门对中交互布置的充填采矿方的提出及应用不仅大大提高了矿房回采的安全性，甚至在对地质构造复杂的矿体进行回采时有利于提高其回收率，具有较高的经济价值。
Claims (8)
1.一种矿房对中交错布置的充填采矿方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：在矿脉开采区域布置开拓系统、盘区系统以及脉外分层平巷；
步骤二：设置矿房的走向长度，划定矿房边界线，在同一分层上每间隔两倍矿房的走向长度设置一个矿房石门，相邻两个采准分层之间所设矿房石门的中线错开距离为所设矿房的走向长度；
步骤三：确定回采矿房并在相邻采准分层的相近矿房石门处进行同侧方向的脉内采准；
步骤四：自矿房对应的下分层采准的端部位置向上分层的矿房石门位置设置切割通道，形成矿房回采的回风通道；
步骤五：通过上分层矿房的脉内采准回采进路进行凿岩、装药、爆破以及出矿；在完成一个出矿作业后，进行下一循环的凿岩、装药作业，这时，通过充填进路对上一个出矿作业的作业区进行充填；在回采进路中进行出矿作业的同时，在充填进路中对充填体进行夯实；如此循环至上分层矿房的脉内采准回采进路被充填消失，本层矿房的回采以及充填结束。
步骤六：重复步骤四和步骤五，直至多个分层的矿房均完成完成矿石采掘作业。
2.如权利要求1所述的矿房对中交错布置的充填采矿方法，其特征在于：在步骤二中，所设矿房石门为对中交错布置，相邻两个采准分层之间矿房石门相互错开。
3.如权利要求1所述的矿房对中交错布置的充填采矿方法，其特征在于：在同一采准分层上相邻的两个矿房使用一个矿房石门。
4.如权利要求1所述的矿房对中交错布置的充填采矿方法，其特征在于：在步骤四中设置的两相邻分层之间的切割通道作为爆破落矿时的落矿自由面。
5.如权利要求1所述的矿房对中交错布置的充填采矿方法，其特征在于：步骤五中使用两相邻分层之间的切割通道作为矿房的充填通道，从下分层的矿房石门通过切割通道对上分层的矿房进行充填作业。
6.如权利要求1所述的矿房对中交错布置的充填采矿方法，其特征在于：在步骤五中，矿房中出现矿体较薄的情况时不进行回采操作。
7.如权利要求1所述的矿房对中交错布置的充填采矿方法，其特征在于：在步骤二中，设置矿房石门时，见矿后停止掘进。
8.如权利要求1所述的矿房对中交错布置的充填采矿方法，其特征在于：在步骤一中，所布置的盘区系统为盘区溜井、斜坡道以及盘区回风井。
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