CN107869349B - 一种缓倾斜中厚矿体的机械化采矿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种缓倾斜中厚矿体的机械化采矿方法,属于采矿技术领域。该方法将缓倾斜中厚矿体划分为盘区,盘区内的矿体沿走向划分为条带,沿矿体的倾向方向掘进伪倾斜回采上山巷道和回风上山巷道,沿回采上山和回风上山分别掘进采场联络巷,并在分段的顶部和底部分别留设有顶部保安矿柱和底部保安矿柱,沿矿体走向上相邻的采场之间留设保安矿柱。将盘区内条带划分为一步骤采场和二步骤采场,矿体自下而上依次间隔回采,先采一步骤采场,再回采二步骤采场。所有一步骤采场和二步骤采场充填完毕并终凝后,再回采上山保安矿柱、顶部保安矿柱和底部保安矿柱。本发明机械化程度高、生产能力大、采切工程量少、矿石回采率大、贫损率低和安全性好。
Description
技术领域
本发明涉及采矿技术领域,特别是指一种缓倾斜中厚矿体的机械化采矿方法。
背景技术
随着机械化水平和采矿技术的进步,采矿工程领域中,大型设备的应用也越来越广泛,为了提高矿山开采技术水平,智能化矿山成为未来采矿的发展趋势,但智能化矿山离不开高效的采矿工艺和采矿设备,而缓倾斜中厚矿体为难采矿体,因此,需寻求一种机械化高效缓倾斜中厚矿体采矿方法,以实现矿山的安全、经济、高效和机械化开采。
大量缓倾斜中厚矿体的开采方法主要采用房柱法、分段空场嗣后充填法和分层充填采矿方法等。采用房柱法对缓倾斜中厚矿体进行开采时,分为浅孔房柱法和中深孔房柱法,浅孔房柱法无法一次采全厚,需分多次进行挑顶和平整场地工作,作业效率低,安全程度低。中深孔房柱法回采时受矿体本身厚度的影响,无法发挥出中深孔高效率的优势,采切工程量较大;无论采用浅孔房柱法还是中深孔房柱法,均需留设大量的矿柱,很多矿柱基本无法回收,矿石回采率较低,效率低,易引发顶板大面积的垮塌。分段空场法虽然可利用中深孔爆破的优势,但难以控制矿体的边界,易造成矿石的损失和贫化,且在出矿时,需掘进大量的凿岩巷、出矿进路和联络巷,采切工程量较大。分层充填采矿法无法同时进行凿岩、爆破和出矿,生产作业线较长,因此,其生产能力较低,效率低。
为了提高缓倾斜中厚矿体的开采效率,为采矿作业提供良好的安全工作环境,发明了一种缓倾斜中厚矿体机械化高效采矿方法,其采切工程量小、生产能力大、机械化程度高、矿石回采率高、贫损率低和安全性好。
发明内容
本发明旨在克服现有采矿方法存在的一些不足,目的是提供一种机械化程度高、生产能力大、采切工程量小、生产效率高、矿石回采率高、贫损率低和安全性好的缓倾斜中厚矿体的机械化采矿方法。
该方法包括如下步骤:
(一)采准与切割:
将缓倾斜中厚矿体划分为盘区,将盘区内的矿体沿矿体的走向划分为条带,盘区内条带划分为一步骤采场和二步骤采场,每12个采场作为一个盘区,在盘区底部一侧布置有盘区出矿溜井,溜井下部连通穿脉巷道,穿脉巷道再与中段运输巷道二相连通;沿矿体的倾向方向掘进伪倾斜回采上山巷道和回风上山巷道,沿回采上山巷道和回风上山巷道分别掘进采场联络巷,采场联络巷与一步骤采场和二步骤采场分别进行相连;并在采场联络巷的顶部和底部分别留设顶部保安矿柱和底部保安矿柱,沿矿体走向上相邻的采场之间留设保安矿柱;
(二)回采与充填:
盘区内的一步骤采场和二步骤采场分别由下而上进行间隔回采,待盘区内的一步骤采场均回采完毕进行充填,当充填体终凝后,达到自立时间,再依次回采盘区内的二步骤采场,当盘区内的一步骤采场和二步骤采场均回采完毕,充填体均达到终凝后后,再回收相邻盘区中间的保安矿柱;
矿房回采分为两个分层进行,上分层为切顶层,自回风上山巷道处开始对上分层进行切顶,采用自动化铲运机进行出渣,矿石从上分层运输巷将矿石经回风上山巷道运输到采区溜井,然后对矿房顶板进行顶板锚杆、锚索支护;在靠近回采上山巷道的位置紧邻矿柱用深孔拉切割槽,切割槽形成后,采用中深孔台车在切顶层凿下向的中深孔,对炮孔进行装药和爆破,通过采场联络巷和回采上山巷道将矿石运输到矿石溜井;
当矿房回采结束后,进行顶部保安矿柱、底部保安矿柱和保安矿柱的回采,当回采上山巷道和回风上山巷道两侧的矿房全部回采结束并充填完成28天以后,再安排对回采上山巷道和回风上山巷道的矿柱进行回采;回采上山巷道回采时,在回采上山巷道向两侧矿柱及顶部保安矿柱掘凿扇形炮孔,崩落的矿石从回采上山巷道由铲运机运至中段运输巷一运至溜井;充填及回风上山巷道矿柱回采时在回风上山巷道掘凿水平及下向炮孔,自本分段巷道向上分段后退回采,出矿自中段运输巷一出矿;当整个中段回采均结束后,对分段巷道两侧及顶部的矿柱进行回采,回采时自分段巷道两端向斜坡道联络道后退式回采。
其中,一步骤采场和二步骤采场的宽度为8~12m,长度为60~120m。
回风上山巷道和回采上山巷道均沿伪倾斜方向布置,回风上山巷道从下分层矿体的顶板到上分层矿体的底板,回采上山巷道从下分层矿体的底板到上分层矿体的底板,回风上山巷道和回采上山巷道的坡度均为10~20%。
盘区与盘区能够同时回采,同一盘区采场的回采与充填能够同时作业。
矿房分为两个分层进行,先在上分层进行切顶,采用锚网喷支护形式对顶板进行护顶,再采用下向中深孔对下分层矿进行回采。
矿石通过伪倾斜上山巷道和回风巷道运输至采区溜井,且每个采区溜井服务1个盘区。
本发明的上述技术方案的有益效果如下:
本发明将缓倾斜中厚矿体划分为盘区,且盘区沿伪倾斜上山布置,每个盘区再划分为条带,条带分为一步骤采场和二步骤采场,可两个条带或多个条带进行同时回采,不同的盘区也可以进行同时回采,且回采与充填可同时进行,互不干扰。采用两次进行回采,先进行切顶,并对顶部进行护顶,采用凿岩台车进行掘进,大型铲运机进行出矿,可实现机械化连续高效回采,生产能力大,安全程度高。
本发明分为两步骤采场,采用膏体充填技术,充填接顶效果好,一步骤采场充填体重水泥含量相对较高,二步骤采场充填体重水泥含量相对较少,可节省充填成本。
本发明分段巷道均布置在矿体中,采场联络巷相对较小,铲运机在采场中出矿,不需单独掘进一系列的出矿进路,其采切工程量较少。
本发明采场采用两次分层回采技术,铲运机在采场里面进行出矿,先从回风上山掘进上分层采场联络巷,对采场进行预切顶,然后采用锚网喷支护对采场顶板进行护顶,其安全性好。
开采上分层时采用局扇进行通风,开采下分层时由运输上山进风,充填及回风上山回风,新鲜风流由中段回风井经通风联络道,本分段运输巷道进入运矿上山,经过采场后由回风上山及上分段巷道、进入回风联系巷,经中段回风井进入专用回风石门及回风井。通风线路简单,效果较好。
本发明回风上山和回采上山均沿伪倾斜方向布置,坡度为10~20%,采用自动化铲运机出矿,且盘区内多个采场同时进行回采与充填,采场可进行连续出矿,生产能力大,机械化程度高。
因此,本发明具有采切工程量少、机械化程度高、生产能力大、矿石回采率高、贫损率低和安全性好的特点,适用于矿体倾角为5~20°、厚度为10~16m缓倾斜中厚矿体的开采。
附图说明
图1为本发明的缓倾斜中厚矿体的机械化采矿方法应用于某一盘区示意图;
图2为图1中A-A向的剖面示意图;
图3为图1中B-B向的剖面示意图;
图4为图1中C-C向的剖面示意图。
其中:1—中段运输巷一;2—分段巷道;3—溜井;4—保安矿柱;5—回风上山巷道;6—回采上山巷道;7—采场联络巷;8—顶部保安矿柱;9—底部保安矿柱;10—二步骤采场;11—一步骤采场;12—中段运输巷二;13—切顶层;14—顶板锚杆、锚索支护;15—中深孔;16—穿脉巷道;17—未采矿体;18—崩落矿体。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种缓倾斜中厚矿体的机械化采矿方法。
该方法包括如下步骤:
(一)采准与切割:
将缓倾斜中厚矿体划分为盘区,将盘区内的矿体沿矿体的走向划分为条带,盘区内条带划分为一步骤采场11和二步骤采场10,每12个采场作为一个盘区,在盘区底部一侧布置有盘区出矿溜井3,溜井下部连通穿脉巷道16,穿脉巷道16再与中段运输巷道二12相连通;沿矿体的倾向方向掘进伪倾斜回采上山巷道6和回风上山巷道5,沿回采上山巷道6和回风上山巷道5分别掘进采场联络巷7,采场联络巷7与一步骤采场11和二步骤采场10分别进行相连;并在采场联络巷7的顶部和底部分别留设顶部保安矿柱8和底部保安矿柱9,沿矿体走向上相邻的采场之间留设保安矿柱4;
(二)回采与充填:
盘区内的一步骤采场11和二步骤采场10分别由下而上进行间隔回采,待盘区内的一步骤采场11均回采完毕进行充填,当充填体终凝后,达到自立时间,再依次回采盘区内的二步骤采场10,当盘区内的一步骤采场11和二步骤采场10均回采完毕,充填体均达到终凝后后,再回收相邻盘区中间的保安矿柱4;
矿房回采分为两个分层进行,上分层为切顶层13,自回风上山巷道5处开始对上分层进行切顶,采用自动化铲运机进行出渣,矿石从上分层运输巷将矿石经回风上山巷道5运输到采区溜井3,然后对矿房顶板进行顶板锚杆、锚索支护14;在靠近回采上山巷道6的位置紧邻矿柱用深孔拉切割槽,切割槽形成后,采用中深孔台车在切顶层13凿下向的中深孔15,对炮孔进行装药和爆破,通过采场联络巷7和回采上山巷道6将矿石运输到矿石溜井3;
当矿房回采结束后,进行顶部保安矿柱8、底部保安矿柱9和保安矿柱4的回采,当回采上山巷道6和回风上山巷道5两侧的矿房全部回采结束并充填完成28天以后,再安排对回采上山巷道6和回风上山巷道5的矿柱进行回采;回采上山巷道6回采时,在回采上山巷道6向两侧矿柱及顶部保安矿柱8掘凿扇形炮孔,崩落的矿石从回采上山巷道6由铲运机运至中段运输巷一1运至溜井3;充填及回风上山巷道5矿柱回采时在回风上山巷道5掘凿水平及下向炮孔,自本分段巷道向上分段后退回采,出矿自中段运输巷一1出矿;当整个中段回采均结束后,对分段巷道2两侧及顶部的矿柱进行回采,回采时自分段巷道2两端向斜坡道联络道后退式回采。
实施案例:
该缓倾斜中厚矿体呈层状似层状产出,矿体的倾角为5~20°,厚度为10~16m,矿体沿走向长度为755~890m,该矿区矿岩稳固性较好,矿体开采受地下水的影响较小,工程地质条件属于中等类型。
采准与切割:如图1、2、3和4所示,将缓倾斜中厚矿体划分为盘区,在盘区内的矿体沿矿体的走向划分为条带,即盘区内条带划分为一步骤采场11和二步骤采场10,每12个采场作为一个盘区,在盘区底部一侧布置有盘区出矿溜井3,盘区溜井下部连通穿脉巷道16,穿脉巷道16再与中段运输巷道二12相连通;沿矿体的倾向方向掘进伪倾斜回采上山巷道6和回风上山巷道5,沿回采上山和回风上山分别掘进采场联络巷7,采场联络巷7与一步骤采场11和二步骤采场10分别进行相连;并在分段的顶部和底部分别留设有顶部保安矿柱8和底部保安矿柱9,沿矿体走向上相邻的采场之间留设保安矿柱4。
回采与充填:如图1和2所示,盘区内的一步骤采场11和二步骤采场10分别由下而上进行间隔回采,待盘区内的一步骤采场11均回采完毕并充填后,当充填体终凝后,达到自立时间,再依次回采盘区内的二步骤采场10,当盘区内的一步骤采场11和二步骤采场10均回采完毕,充填体达到终凝后后,再回收相邻盘区中间的保安矿柱4。
如图1和4所示,矿房回采分为两个分层进行,上分层为切顶层13,自回风上山巷道5处开始对上分层进行切顶,采用自动化铲运机进行出渣,矿石从上分层运输巷将矿石经回风上山巷道5运输到采区溜井3,然后对矿房顶板进行支护。然后再靠近回采上山巷道6的位置紧邻矿柱用深孔拉切割槽,切割槽形成后,采用深孔台车在上分层凿下向的中深孔15,对炮孔进行装药和爆破,通过采场联络巷7和回采上山巷道6将矿石运输到矿石溜井3。
当盘区内的一步骤采场11均回采完毕后,开始对一步骤采场11进行充填,充填体达到终凝后,开始对盘区内的二步骤采场10进行回采,二步骤采场的回采工艺与一步骤采场的回采工艺相同,但二步骤采场充填体使用的水泥量相对少。
当矿房回采结束后,可进行顶部保安矿柱8和底部保安矿柱9和保安矿柱4的回采,当回采上山巷道6和回风上山巷道5两侧的矿房全部回采结束并充填完成28天以后,即可以安排对保护回采上山巷道6和充填回风上山巷道5的矿柱进行回采。回采上山巷道6回采时,在回采上山巷道6向两侧矿柱及顶部保安矿柱8掘凿扇形炮孔,崩落的矿石从回采上山巷道6由铲运机运至中段运输巷一1运至溜井。充填及回风上山巷道5矿柱回采时在回风上山巷道5掘凿水平及下向炮孔,自本分段巷道向上分段后退回采,出矿自上分段巷道出矿。当整个中段回采均结束后,分段巷道两侧及顶部的矿柱即可进行回采,回采时自分段巷道两端向斜坡道联络道后退式回采。
其中,一步骤采场11和二步骤采场10的宽度为8~12m,长度为60~120m。
盘区与盘区可同时回采,同一盘区采场的回采与充填可同时作业。
矿房分为两个分层进行,先在上分层进行切顶,采用锚网喷支护形式对顶板进行护顶,再采用下向中深孔对下分层矿进行回采。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种缓倾斜中厚矿体的机械化采矿方法,其特征在于:包括如下步骤:
(一)采准与切割:
将缓倾斜中厚矿体划分为盘区,将盘区内的矿体沿矿体的走向划分为条带,盘区内条带划分为一步骤采场(11)和二步骤采场(10),每12个采场作为一个盘区,在盘区底部一侧布置有盘区出矿溜井(3),溜井下部连通穿脉巷道(16),穿脉巷道(16)再与中段运输巷道二(12)相连通;沿矿体的倾向方向掘进伪倾斜回采上山巷道(6)和回风上山巷道(5),沿回采上山巷道(6)和回风上山巷道(5)分别掘进采场联络巷(7),采场联络巷(7)与一步骤采场(11)和二步骤采场(10)分别进行相连;并在采场联络巷(7)的顶部和底部分别留设顶部保安矿柱(8)和底部保安矿柱(9),沿矿体走向上相邻的采场之间留设保安矿柱(4);
(二)回采与充填:
盘区内的一步骤采场(11)和二步骤采场(10)分别由下而上进行间隔回采,待盘区内的一步骤采场(11)均回采完毕进行充填,当充填体终凝后,达到自立时间,再依次回采盘区内的二步骤采场(10),当盘区内的一步骤采场(11)和二步骤采场(10)均回采完毕,充填体均达到终凝后,再回收相邻盘区中间的保安矿柱(4);
矿房回采分为两个分层进行,上分层为切顶层(13),自回风上山巷道(5)处开始对上分层进行切顶,采用自动化铲运机进行出渣,从上分层运输巷将矿石经回风上山巷道(5)运输到采区溜井(3),然后对矿房顶板进行顶板锚杆、锚索支护(14);在靠近回采上山巷道(6)的位置紧邻矿柱用深孔拉切割槽,切割槽形成后,采用中深孔台车在切顶层(13)凿下向的中深孔(15),对炮孔进行装药和爆破,通过采场联络巷(7)和回采上山巷道(6)将矿石运输到矿石溜井(3);
当矿房回采结束后,进行顶部保安矿柱(8)、底部保安矿柱(9)和保安矿柱(4)的回采,当回采上山巷道(6)和回风上山巷道(5)两侧的矿房全部回采结束并充填完成28天以后,再安排对回采上山巷道(6)和回风上山巷道(5)的矿柱进行回采;回采上山巷道(6)回采时,在回采上山巷道(6)向两侧矿柱及顶部保安矿柱(8)掘凿扇形炮孔,崩落的矿石从回采上山巷道(6)由铲运机运至中段运输巷一(1)运至溜井(3);充填及回风上山巷道(5)矿柱回采时在回风上山巷道(5)掘凿水平及下向炮孔,自本分段巷道向上分段后退回采,出矿自中段运输巷一(1)出矿;当整个中段回采均结束后,对分段巷道(2)两侧及顶部的矿柱进行回采,回采时自分段巷道(2)两端向斜坡道联络道后退式回采。
2.根据权利要求1所述的缓倾斜中厚矿体的机械化采矿方法,其特征在于:所述一步骤采场(11)和二步骤采场(10)的宽度为8~12m,长度为60~120m。
3.根据权利要求1所述的缓倾斜中厚矿体的机械化采矿方法,其特征在于:所述回风上山巷道(5)和回采上山巷道(6)均沿伪倾斜方向布置,回风上山巷道(5)从下分层矿体的顶板到上分层矿体的底板,回采上山巷道(6)从下分层矿体的底板到上分层矿体的底板,回风上山巷道(5)和回采上山巷道(6)的坡度均为10~20%。
4.根据权利要求1所述的缓倾斜中厚矿体的机械化采矿方法,其特征在于:所述盘区与盘区能够同时回采,同一盘区采场的回采与充填能够同时作业。
5.根据权利要求1所述的缓倾斜中厚矿体的机械化采矿方法,其特征在于:所述矿房分为两个分层进行,先在上分层进行切顶,采用锚网喷支护形式对顶板进行护顶,再采用下向中深孔对下分层矿进行回采。
6.根据权利要求1所述的缓倾斜中厚矿体的机械化采矿方法,其特征在于:所述矿石通过伪倾斜上山巷道和回风巷道运输至采区溜井,且每个采区溜井服务1个盘区。
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