CN109630115B - 用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法 - Google Patents

用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法 Download PDF

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    • E21F15/00Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
    • E21F15/06Filling-up mechanically

Abstract

本发明公开了一种用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法,包括如下步骤:矿块布置:将矿体沿矿体走向划分为矿块,矿块间预留间柱,矿块沿矿体倾向划分多个条形采场,间柱内布置充填通风联络道,每一充填通风联络道与每一条形采场之间分别通过采场充填通风井连通;将矿块沿高度方向划分成多个分段矿块,多个分段矿块底部脉外分别布置出矿巷道;沿每一出矿巷道分别掘进多条出矿进路,且多条出矿进路侧向贯穿于多个条形采场,从出矿进路掘进凿岩巷道;回采出矿:在凿岩巷道内凿出炮孔集中装药爆破;爆下的矿石经过出矿进路和出矿巷道卸至矿石溜井;充填:待同一段内采场回采完后,集中一次充填。本发明具有出矿运输高效安全等优点。

Description

用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法
技术领域
本发明涉及采矿技术领域,尤其是涉及一种用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法。
背景技术
针对倾角为15°~35°、厚度为10m~30m的缓倾斜中厚矿体开采,在国内外一直是一个技术难题。由于矿体倾角缓,矿石无法通过自溜出矿,需要采用机械搬运或扒运,而采场空顶较高,顶板管理困难,存在安全隐患。
据统计,目前常用的方法为房柱法(占50%)、分层充填采矿法(占30%)和用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法(占20%)等。房柱法开采缓倾斜中厚矿体时,由于倾角超过铲运机爬坡角度,往往出矿巷道需伪倾斜布置,但由此增加了铲运机的运距,降低其运行效率,且一般凿岩为浅孔布置,铲运机出矿效率较低,留设的矿柱损失率大、采空区应力集中在矿柱内,安全隐患也较大;分层充填采矿法引用较广,尤其是针对品位较高的矿床开采,为提高矿石回收率和控制岩移及顶板压力,越来越多的矿山采用分层充填采矿法。但此种采矿方法无法一次采全厚,需分多次进行采、充工序,作业效率低;采用用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法目前常用的两步骤采场布置方式存在采切工程量大、贫化率损失率高等缺点,且其采场结构尺寸难以适用深井开采环境,矿山应用效果较差。
针对缓倾斜中厚矿体开采,若采用先切顶后中深孔开采的条形进路分层充填采矿法,虽然脉内布置采切工程量省,废石产出量少,但单个采场生产效率低,铲运机需要不停转换工作面,效率难以提高;若采用现有的两步骤用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法开采,势必要降低分段高度,采切工程量增大。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种缓倾斜中厚矿体的用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法,采切工程量少,出矿运输高效安全,综合回采成本较低,有利于控制回采贫化率和损失率指标。
根据本发明一方面实施例的用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法,包括如下步骤:
矿块布置:将矿体沿所述矿体走向划分为多个矿块,相邻两个所述矿块间预留间柱,所述矿块沿所述矿体倾向划分多个条形采场,所述间柱内布置充填通风联络道,每一所述充填通风联络道与每一所述条形采场之间分别通过采场充填通风井连通;将所述矿块沿高度方向划分为多个分段矿块,多个所述分段矿块底部脉外分别布置出矿巷道;沿每一所述出矿巷道分别掘进多条出矿进路,且多条所述出矿进路从所述条形采场侧向贯穿于多个所述条形采场而形成多段分段条形采场,从每一所述出矿进路向每段多个所述分段条形采场底部掘进凿岩巷道;所述出矿巷道与矿石溜井连通;
回采出矿:在所述凿岩巷道内采用中深孔凿岩台车凿出炮孔,凿岩完毕后,集中在所述炮孔装药爆破;爆下的矿石通过铲运机经过所述出矿进路和所述出矿巷道卸至所述矿石溜井;
充填:待同一段内的全部所述分段条形采场内矿石全部出完,集中一次充填。
根据本发明一方面实施例的分段空场嗣后充填法,矿块沿高度方向划分成多个分段矿块,在每个分段矿块底部脉外分别布置出矿巷道;沿每一出矿巷道分别掘进多条出矿进路,且多条出矿进路从条形采场侧向贯穿于多个条形采场的底部,从而形成多段多个分段条形采场后,从每一出矿进路向每段内的多个分段条形采场底壁掘进凿岩巷道,从而形成矿块分段多出矿进路侧向出矿系统,适用于自动化铲运机等自动化设备运行;在凿岩巷道内采用中深孔凿岩台车凿出炮孔,装药爆破,爆下的矿石使用自动化铲运机(例如使用14t自动化柴油铲运机)经出矿进路和出矿巷道卸至矿石溜井,从而减少了采切工程量,通过采用矿块分段多出矿进路侧向出矿系统,出矿作业安全高效,小跨度采场更有利于地压控制,较适合深井开采条件;通过采用中深孔落矿,既能一次回采矿体全厚,又能提高铲运机的出矿效率,充分发挥了铲运机的台班效率,综合回采成本较低;又由于充填通风联络道通布置在间柱内靠近矿体上盘脉内的间柱内,有利于控制回采贫化率和损失率指标。另外,根据本发明实施例的分段空场嗣后充填法,待同一段内的全部分段条形采场内矿石全部出完,集中一次充填,提高了安全可靠性。
根据本发明的一个实施例,在所述矿块布置中,还包括在所述矿块脉外布置的采准斜坡道,所述采准斜坡道自下而上与多个所述分段矿块的所述出矿巷道连通。
进一步的,在所述矿块布置中,还包括在所述采准斜坡道和每一所述分段矿块对应的所述出矿巷道之间布置的分段联络道、分段巷道和出矿巷道联络道,其中,所述采准斜坡道连通于所述分段联络道,所述分段联络道连通于所述分段巷道,所述分段巷道与所述出矿巷道独立并行设置,所述分段巷道与所述出矿巷道之间通过多个所述出矿巷道联络道连通。
进一步的,所述出矿巷道联络道与所述间柱相对地设置。
根据本发明的一个实施例,所述矿块布置还包括与所述矿石溜井下端连通的中段穿脉和与所述中段穿脉连通的中段沿脉。
根据本发明的一个实施例,多个相邻所述矿块共用一个所述矿石溜井。
根据本发明的一个实施例,所述充填通风联络道倾斜设置,且位于多个所述条形采场的顶上部,通过所述充填通风井与多个所述条形采场相连通。
根据本发明的一个实施例,在所述回采出矿步骤中,在多个所述分段条形采场中的位于同一段内的所述分段条形采场自下而上依次回采,且采用段间间隔回采。
进一步的,所述段间间隔回采具体为当同一段内的全部所述分段条形采场回采完毕,向上间隔一个相邻的同一段内的全部所述分段条形采场后,再向上回采下一个相邻的同一段内的全部所述分段条形采场。
根据本发明另一方面实施例的用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法,包括如下步骤:
矿块布置:将矿体沿矿体走向划分为盘区,所述盘区沿矿体走向划分为两个矿块,所述盘区间和所述矿块间均预留间柱;所述矿块沿矿体倾向划分多个条形采场,所述间柱内布置充填通风联络道,每一所述充填通风联络道与每一所述条形采场之间分别通过采场充填通风井连通;将所述矿块沿高度方向划分为多个分段矿块,多个所述分段矿块底部脉外分别布置出矿巷道,所述矿块脉外布置采准斜坡道;在所述采准斜坡道和每一所述分段矿块对应的出矿巷道之间布置分段联络道、分段巷道和出矿巷道联络道,其中,所述采准斜坡道自下而上连通于多个所述分段联络道,所述分段联络道连通于所述分段巷道,所述分段巷道与所述出矿巷道独立并行设置,所述分段巷道与所述出矿巷道之间通过所述出矿巷道联络道连通;每一所述盘区设置一个所述矿石溜井;所述矿石溜井上端连通于所述出矿巷道且下端连通于中段穿脉,所述中段穿脉连通于中段沿脉;沿每一所述出矿巷道分别掘进多条出矿进路,且多条所述出矿进路从所述条形采场侧向贯穿于多个所述条形采场而形成多段分段条形采场,从每一所述出矿进路向每段多个所述分段条形采场底部掘进凿岩巷道;
回采出矿:在多个所述分段条形采场中的位于同一段内的所述分段条形采场自下而上依次回采,且采用段间间隔回采,所述段间间隔回采具体为当同一段内的全部所述分段条形采场回采完毕,向上间隔一个相邻的同一段内的全部所述分段条形采场后,再向上回采下一个相邻的同一段内的全部所述分段条形采场;在所述凿岩巷道内采用中深孔凿岩台车凿出炮孔,凿岩完毕后,集中在所述炮孔装药爆破;爆下的矿石通过铲运机经过所述出矿进路和所述出矿巷道卸至所述矿石溜井后,再经过所述中段穿脉和所述中段沿脉运出;
充填:待同一段内的全部所述分段条形采场内矿石全部出完,集中一次充填。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明实施例的用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法的示意图。
图2是图1中A-A剖切的示意图。
图3是图2中B-B剖切的示意图。
附图标记:
中段沿脉1 中段穿脉2 采准斜坡道3 分段联络道4 分段巷道5
出矿巷道联络道6 出矿巷道7 出矿进路8 凿岩巷道9
矿石溜井10 充填通风联络道11 充填通风井12
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参考图1-图3来描述根据本发明实施例的用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法。
如图1至图3所示,根据本发明一方面实施例的用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法,包括如下步骤:
矿块布置:将矿体沿矿体走向划分为矿块,矿块间预留间柱,矿块沿矿体倾向划分多个条形采场,间柱内布置充填通风联络道11,每一充填通风联络道11与每一条形采场之间分别通过采场充填通风井12连通;将矿块沿高度方向划分为多个分段矿块,多个分段矿块底部脉外分别布置出矿巷道7;沿每一出矿巷道7分别掘进多条出矿进路8,且多条出矿进路8从条形采场侧向贯穿于多个条形采场而形成多段多个分段条形采场,从每一出矿进路8向每段多个分段条形采场底部掘进凿岩巷道9;出矿巷道7连通于矿石溜井10;
回采出矿:在凿岩巷道9内采用中深孔凿岩台车凿出炮孔,凿岩完毕后,集中在炮孔装药爆破;爆下的矿石通过铲运机经过出矿进路8和出矿巷道7卸至矿石溜井10;
充填:待同一段内的全部分段条形采场内矿石全部出完,集中一次充填。根据本发明一方面实施例的用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法,矿块沿高度方向划分成多个分段矿块,在每个分段矿块底部脉外分别布置出矿巷道7;沿每一出矿巷道7分别掘进多条出矿进路8,且多条出矿进路8从条形采场侧向贯穿于多个条形采场的底部,从而形成多段多个分段条形采场后,从每一出矿进路8向每段内的多个分段条形采场底壁掘进凿岩巷道,从而形成矿块分段多出矿进路侧向出矿系统,适用于自动化铲运机等自动化设备运行;在凿岩巷道9内采用中深孔凿岩台车凿出炮孔,装药爆破,爆下的矿石使用自动化铲运机(例如使用14t自动化柴油铲运机)经出矿进路8和出矿巷道7卸至矿石溜井10,从而减少了采切工程量,通过采用矿块分段多出矿进路8侧向出矿系统,出矿作业安全高效,小跨度采场更有利于地压控制,较适合深井开采条件;通过采用中深孔落矿,既能一次回采矿体全厚,又能提高铲运机的出矿效率,充分发挥了铲运机的台班效率,综合回采成本较低;又由于充填通风联络道11通布置在间柱内靠近矿体上盘脉内的间柱内,有利于控制回采贫化率和损失率指标。另外,根据本发明实施例的用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法,待同一段内的全部分段条形采场内矿石全部出完,集中一次充填,提高了安全可靠性。
根据本发明的一个实施例,在矿块布置中,还包括在矿块脉外布置的采准斜坡道3,采准斜坡道3自下而上与多个分段矿块的出矿巷道7连通。由此,有利于充分发挥各种车辆如中深孔凿岩台车、锚杆台车、撬毛台车、装药车和自动化铲运机等自动化先进设备进入相应的采场作业区作业。
进一步的,在矿块布置中,还包括在采准斜坡道3和每一分段矿块对应的出矿巷道7之间布置的分段联络道4、分段巷道5和出矿巷道联络道6,其中,采准斜坡道3连通于分段联络道4,分段联络道4连通于分段巷道5,分段巷道5和出矿巷道7独立并行设置,分段巷道5与出矿巷道7之间通过多个出矿巷道联络道6连通,出矿巷道联络道6与间柱相对地设置。由此,各种巷道布置合理,有利于充分发挥各种车辆如中深孔凿岩台车、锚杆台车、撬毛台车、装药车和自动化铲运机等先进设备进入相应的采场作业区作业。在出矿巷道联络道6内设置门禁系统,形成便于自动化铲运机独立运行的作业环境。
根据本发明的一个实施例,矿块布置还包括与矿石溜井10下端连通的中段穿脉2和与中段穿脉2连通的中段沿脉1。通过在溜井下端布置中段穿脉2和中段沿脉1,有利于将矿石顺畅运出。
根据本发明的一个实施例,多个相邻矿块共用一个矿石溜井10。由此,有利于节约工程投资成本。
根据本发明的一个实施例,充填通风联络道11倾斜设置,例如图1中示出倾角为8°,且位于多个条形采场的顶上部,通过充填通风井12与多个条形采场相连通,安全可靠。
根据本发明的一个实施例,在回采出矿步骤中,在多个分段条形采场中的位于同一段内的分段条形采场自下而上依次回采,且采用段间间隔回采。这里,段间间隔回采具体为当同一段内的全部分段条形采场完毕,向上间隔一个相邻的同一段内的全部分段条形采场后,再向上回采下一个相邻的同一段内的全部分段条形采场,与此同时,待同一段内的全部分段条形采场内矿石全部出完,集中一次充填。由此,有利于提高回采的安全性,防止矿体塌下,且生产效率得到提高。
根据本发明的一个实施例,在回采出矿步骤中,在凿岩巷道9内凿出的炮孔为上向扇形炮孔,炮孔的排距为1.5-2.0m,孔底距为1.5-2.5m,钻孔直径为76mm。装药爆破采用粒状铵油炸药和非电导爆系统起爆,每次爆2-3排孔。这样,有利于提高回采效率。
根据本发明的一个实施例,在充填步骤中,将充填管从充填通风井12架设至采场顶部,同时,在出矿进路8内安设好泄水管,并打好隔墙,采用尾砂胶结充填,其中尾砂的灰砂比为1:10-1:15。
需要说明的是,为提高人身安全,本发明实施例的铲运机采用遥控自动铲运机;采准斜坡道3、分段联络道4、分段巷道5、出矿巷道联络道6、出矿巷道7、出矿进路8、凿岩巷道9等各种巷道,根据矿山具体岩石条件确定各采切巷道的支护形式。
根据本发明实施例的用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法,有利于保持矿块通风,为保证作业区域的各种巷道中具有新鲜的空气,创作良好的工作环境,新鲜风流顺序经过采准斜坡道3、分段联络道4、分段巷道5、出矿巷道7、出矿进路8,冲洗工作面后,经采场上盘充填通风井12及充填通风联络道11回至上中段回风水平,最终排出地表。
根据本发明实施例的用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法,考虑到回采作业面之间的相互影响,设备完好率、利用率以及维护等综合因素,采场综合生产能力确定为1200t/d。沿走向方向的相邻进路采场可同时作业,考虑叠加凿岩、出矿、充填的部分循环时间,充分发挥自动化铲运机的高效出矿能力,则单分段内盘区生产能力约2500t/d。
根据本发明另一方面实施例的用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法,包括如下步骤:
矿块布置:将矿体沿矿体走向划分为盘区,盘区沿矿体走向划分为两个矿块,盘区间和矿块间均预留间柱;矿块沿矿体倾向划分为多个条形采场,间柱内布置充填通风联络道11,每一充填通风联络道11与每一条形采场之间分别通过采场充填通风井12连通;将矿块沿高度方向划分为多个分段矿块,多个分段矿块底部脉外分别布置出矿巷道7,在矿块脉外布置采准斜坡道3;在采准斜坡道3和每一分段矿块对应的出矿巷道7之间布置分段联络道4、分段巷道5和出矿巷道联络道6,其中,采准斜坡道3自下而上连通于多个分段联络道4,分段联络道4连通于分段巷道5,分段巷道5与出矿巷道7独立并行设置,分段巷道5与出矿巷道7之间通过出矿巷道联络道6连通;每一盘区设置一个矿石溜井10;矿石溜井10上端连通于出矿巷道7且下端连通于中段穿脉2,中段穿脉2连通于中段沿脉1;沿每一出矿巷道7分别掘进多条出矿进路8,且多条出矿进路8从条形采场侧向贯穿于多个条形采场而形成多段多个分段条形采场,从每一出矿进路8向每段多个分段条形采场底部掘进凿岩巷道9;
回采出矿:在多个分段条形采场中的位于同一段内的分段条形采场自下而上依次回采,且采用段间间隔回采,段间间隔回采具体为当同一段内的全部分段条形采场完毕,向上间隔一个相邻的同一段内的全部分段条形采场后,再向上回采下一个相邻的同一段内的全部分段条形采场;在凿岩巷道9内采用中深孔凿岩台车凿出炮孔,凿岩完毕后,集中在炮孔装药爆破;爆下的矿石通过铲运机经过出矿进路8和出矿巷道7卸至矿石溜井10后,再经过中段穿脉2和中段沿脉1运出;
充填:待同一段内的全部分段条形采场内矿石全部出完,集中一次充填。
根据本发明另一方面实施例的用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法,矿块沿高度方向划分成多个分段矿块,在每个分段矿块底部脉外分别布置出矿巷道7;沿每一出矿巷道7分别掘进多条出矿进路8,且多条出矿进路8从条形采场侧向贯穿于多个条形采场的底部,从而形成多段多个分段条形采场后,从每一出矿进路8向每段内的多个分段条形采场底壁掘进凿岩巷道,从而形成矿块分段多出矿进路侧向出矿系统,适用于自动化铲运机等自动化设备运行;在凿岩巷道9内采用中深孔凿岩台车凿出炮孔,装药爆破,爆下的矿石使用自动化铲运机(例如使用14t自动化柴油铲运机)经出矿进路8和出矿巷道7卸至矿石溜井10,从而减少了采切工程量,通过采用矿块分段多出矿进路8侧向出矿系统,出矿作业安全高效,小跨度采场更有利于地压控制,较适合深井开采条件;通过采用中深孔落矿,既能一次回采矿体全厚,又能提高铲运机的出矿效率,充分发挥了铲运机的台班效率,综合回采成本较低;又由于充填通风联络道11通布置在间柱内靠近矿体上盘脉内的间柱内,有利于控制回采贫化率和损失率指标。另外,根据本发明实施例的用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法,待同一段内的全部分段条形采场内矿石全部出完,集中一次充填,提高了安全可靠性。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种用于缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法,其特征在于,包括如下步骤:
矿块布置:将矿体沿矿体走向划分为盘区,所述盘区沿矿体走向划分为两个矿块,所述盘区间和所述矿块间均预留间柱;所述矿块沿所述矿体倾向划分多个条形采场,所述间柱内布置充填通风联络道,每一所述充填通风联络道与每一所述条形采场之间分别通过采场充填通风井连通;将所述矿块沿高度方向划分为多个分段矿块,多个所述分段矿块底部脉外分别布置出矿巷道,所述矿块脉外布置采准斜坡道;在所述采准斜坡道和每一所述分段矿块对应的出矿巷道之间布置分段联络道、分段巷道和出矿巷道联络道,其中,所述采准斜坡道自下而上连通于多个所述分段联络道,所述分段联络道连通于所述分段巷道,所述分段巷道连通于所述出矿巷道联络道,所述出矿巷道联络道连通于所述出矿巷道,所述分段巷道与所述出矿巷道独立并行设置,所述分段巷道与所述出矿巷道之间通过多个所述出矿巷道联络道连通;
每一所述盘区设置一个矿石溜井;所述矿石溜井上端连通于所述出矿巷道且下端连通于中段穿脉,所述中段穿脉连通于中段沿脉;沿每一所述出矿巷道分别掘进多条出矿进路,且多条所述出矿进路从所述条形采场侧向贯穿于多个所述条形采场而形成多段分段条形采场,从每一所述出矿进路向每段多个所述分段条形采场底部掘进凿岩巷道;
回采出矿:在多个所述分段条形采场中的位于同一段内的所述分段条形采场自下而上依次回采,且采用段间间隔回采,所述段间间隔回采具体为当同一段内的全部所述分段条形采场回采完毕,向上间隔一个相邻的同一段内的全部所述分段条形采场后,再向上回采下一个相邻的同一段内的全部所述分段条形采场;在所述凿岩巷道内采用中深孔凿岩台车凿出炮孔,凿岩完毕后,集中在所述炮孔装药爆破;爆下的矿石通过铲运机经过所述出矿进路和所述出矿巷道卸至所述矿石溜井后,再经过所述中段穿脉和所述中段沿脉运出;
充填:待同一段内的全部所述分段条形采场内矿石全部出完,集中一次充填。
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