CN110552701A - 一种分区联合充填采矿法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种分区联合充填采矿法,步骤一:布置采场:采场沿矿体走向划分为左右采场,且一前一后;采场沿垂高方向上划分为三段,每段又分三层;步骤二:垂直矿体施工穿脉探矿巷至底柱,采场边界施工措施斜井至底柱上方,底柱上方靠近措施斜井位置沿矿体走向施工拉底平巷,之后在采场内靠下盘位置施工充填回风井,且与上部两段贯通;步骤三:自穿脉探矿巷上向施工脉外溜矿井和人行泄水井;以拉底平巷为自由面,分别在两个分区采场层内上向进行一次片压、二次片压回采,然后逐层回采;回采结束后架设人行泄水井、敷设人工假底、充填拉底层;本发明结构简单、构造合理、回采效率高,可将两个相邻采场合并联系合开采。
Description
技术领域
本发明涉及地下矿山开采工程技术领域具体涉及一种充填采矿法,特别适用于矿石价值一般、薄至中厚倾斜矿体的安全高效回采的分区联合充填采矿法。
背景技术
随着国家安全环保政策的收紧,在地下矿山开采中,越来越多的矿山使用充填采矿法。在矿石价值一般、薄至中厚倾斜矿体的开采中,分层充填法是最为常用的一种方法,该方法需要预留底柱,每个采场都要设置采切工程,包括脉外人行滤水井、充填通风井、分层联络巷等工程,相较于其他诸如进路法、阶段深孔嗣后充填法等采矿方法来讲,其采切工程量相对较大,机械化程度及机械利用率低,当矿石价值一般时,采用该方法就会增加采矿成本,经济指标较差。因此,在使用分层充填采矿法时,如何减少采切工程量,提高机械化程度及机械利用率,是降低采矿成本的关键。
针对采用分层充填法回采矿体,国内外专家开展过大量的研究,对厚大的矿体,常规的做法是进行盘区化布置,利用盘区斜坡道及机械设备,提高回采的效率和安全性,但其并未从根本上解决采切工程量偏大,整体回收率偏低的问题。
发明内容
本发明为解决地下矿山薄至中厚矿体开采中,采用分层充填采矿法面临的总体采切工程量大、回收率低、机械化程度及机械利用率低等问题,提供了一种结构简单、构造合理、回采效率高、生产能力大、回收率高、采准工程量小,可将两个相邻采场合并联系合开采的分区联合充填采矿法。
为了解决上述技术问题,本发明提供的一种分区联合充填采矿法,
步骤一:布置采场:采场沿矿体走向划分为左右采场,且一前一后;采场沿垂高方向上划分为三段,每段又分三层;
步骤二:垂直矿体施工穿脉探矿巷至底柱,采场边界施工措施斜井至底柱上方,底柱上方靠近措施斜井位置沿矿体走向施工拉底平巷,之后在采场内靠下盘位置施工充填回风井,且与上部两段贯通;
步骤三:自穿脉探矿巷上向施工脉外溜矿井和人行泄水井;以拉底平巷为自由面,分别在两个分区采场层内上向进行一次片压、二次片压回采,然后逐层回采;回采结束后架设人行泄水井、敷设人工假底、充填拉底层;
步骤四:每个分区的分段、分层回采结束后,施工分段联络巷和分段巷道,联通各分段;施工左右分区采场联络巷,联通左右分区采场;施工溜井联络巷、人行井络联巷;与脉外溜井、人行泄水井联通;
优选的,步骤一:采场总长度为100m,分区采场长度为50m,分区前后相差距离为4.4m;采场高度40~50m,每段高度13~17m,每层高度4.4m~5.5m;
优选的,步骤二:措施斜井在采场边界以50°角掘进至底柱以上。
步骤三:第一次片压为3m 高度回采,第二次片压为1.5m高度回采。
优选的,步骤三:架设人行泄水井后,安设3个以上泄水笼;泄水笼底端与泄水管密封,泄水管顺到人行泄水井外泄水。
优选的,泄水笼规格0.4m×0.4m,高度3m,以直径12mm钢筋做周边骨架,四面以直径6mm钢筋焊接为网状结构,网度10cm×10cm,外面缠裹土工布。
与现有技术比较,本发明采用上述分区联合充填采矿法的技术方案,其有益效果在于:
①回采效率高
通过将相邻采场合并,统一布置采准工程,相较于单一采场的布置,可缩短设备转场的时间,在较大程度上提高机械设备的利用率,降低了设备的空置率,进而提高了矿体的回采效率。
②生产能力大
通过合理的采场布置,扩展了采场的长度及范围,在高机械设备利用率的情况下,采场的生产能力大幅增加。
③采准工程量小
将两个相邻采场统一布置采准工程,相较于原本两个采场的采准工程,采准工程量大大减少,在一定的程度上,降低了采矿成本,提高了经济效益。
④回收率高
通过构筑人工假巷及假底,对矿房的底柱进行回收,降低回采过程中的贫化损失,矿体整体的回收率增加。
综上所述,本发明结构简单、构造合理、回采效率高、生产能力大、回收率高、采准工程量小,可将两个相邻采场合并联系合开采的分区联合充填采矿法。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明,但并不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明结构主视图,即沿图2的Ⅰ-Ⅰ剖面图。
图2是图1中的Ⅱ-Ⅱ剖视图。
图3是图1中的Ⅲ-Ⅲ剖视图。
图中:1、矿界,2、运输大巷,3、人行泄水井,4、溜矿井,5、穿脉探矿巷,6、底柱,7、采场联络巷,8、分段巷,9、充填回风井,10、措施斜井,11、分段联系巷。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明提供的分区联合充填采矿法进一步分析,步骤一:布置采场:采场沿矿体走向划分为左右采场,且一前一后;采场沿垂高方向上划分为三段,每段又分三层;
优选的,步骤一:采场总长度为100m,分区采场长度为50m,分区前后相差距离为4.4m;采场高度40~50m,每段高度13~17m,每层高度4.4m~5.5m;
步骤二:垂直矿体施工穿脉探矿巷至底柱,采场边界施工措施斜井至底柱上方,底柱上方靠近措施斜井位置沿矿体走向施工拉底平巷,之后在采场内靠下盘位置施工充填回风井,且与上部两段贯通;
优选的,步骤二:措施斜井在采场边界以50°角掘进至底柱以上。
步骤三:自穿脉探矿巷上向施工脉外溜矿井和人行泄水井;以拉底平巷为自由面,分别在两个分区采场层内上向进行一次片压、二次片压回采,然后逐层回采;回采结束后架设人行泄水井、敷设人工假底、充填拉底层;
步骤三:第一次片压为3m 高度回采,第二次片压为1.5m高度回采。
进一步的,架设人行泄水井后,安设3个以上泄水笼;泄水笼底端与泄水管密封,泄水管顺到人行泄水井外泄水。
优选的,泄水笼规格0.4m×0.4m,高度3m,以直径12mm钢筋做周边骨架,四面以直径6mm钢筋焊接为网状结构,网度10cm×10cm,外面缠裹土工布。
步骤四:每个分区的分段、分层回采结束后,施工分段联络巷和分段巷道,联通各分段;施工左右分区采场联络巷,联通左右分区采场;施工溜井联络巷、人行井络联巷;与脉外溜井、人行泄水井联通;用气腿式凿岩机和乳化炸药凿岩爆破,落矿方式为水平孔压顶式,铲运机出矿,崩落矿石铲运至脉外溜井中。
参考图1、图2和图3,本发明提供的一种具体实施方式为:矿块长度100m,分区采场长度50m,宽度为矿体水平厚度;当矿体厚度>8m时,采用上向进路充填法回采;当矿体厚度≤8m时,采用上向水平充填法回采;中段高度40~50m,分段高度13~17m,采用上向水平充填采矿法时,各分层回采高度3m~3.3m,控顶高度≤4.5m~4.8m;采用上向进路充填采矿法时,各分层回采高度3m,控顶高度≤4.5m;不留间柱和顶柱,留5.5m底柱6,底柱6采用进路法回收。
采准切割:穿脉探矿巷5→措施斜井10→拉底平巷→充填回风井9→溜井4→人行井3→泄水井→采场联络巷7→分段巷8,穿脉探矿巷5由中段主巷2垂直矿体掘进至采场边界1,措施斜井10在采场边界1以50°角掘进至底柱6以上,拉底平巷沿矿体走向掘进,充填回风井9在采场靠下盘位置掘进至上部中段;脉外溜井4和人行井3分别自探矿巷5开掘至最上分段和上部中段;拉底层回采结束后,泄水井顺路架设;分段最后分层回采结束后,在采场底板往上1.5m处按20%坡度反掘采场联络巷7并架设泄水井,然后利用爆破废石顺坡,作为铲运机上行铲装通道,随后施工分段巷道8和采场联络巷7,将两个分区采场联通,施工溜井联巷、人行井联巷与脉外溜井4、人行井3联通。
凿岩爆破:以拉底平巷为自由面,在两个分区采场内分别进行一次片压、二次片压,由下往上依次分层回采及充填,纵向上一个采场超前另一个采场一个分层;采用YT28气腿式凿岩机凿岩,钎杆长度2.5m~4.0m,炮孔直径φ38mm,分层回采高度3.0m;爆破使用岩石粉状乳化炸药,电起爆器引爆,导爆管毫秒微差起爆;落矿方式为水平孔压顶式,落矿孔间距700mm,光爆孔间距600mm,排距750mm,顶板实施光面爆破。
通风:新鲜风流→分段巷8→采场联络巷7→采场工作面→污风→回风充填井9→上中段回风巷;如遇通风困难时,增加中段风机进行压入式强制通风。
支护:分两次压顶回采,一次压顶须支护,可采用木立柱支护、螺旋支柱支护、锚杆支护等方式;二次压顶全顶板锚杆支护,网度2m×2m,上盘锚杆穿带折线形支护,管缝式锚杆,锚杆长度1.8m,穿带1.2m;如遇岩石破碎或节理发育,锚杆网度可调整为1.5m×1.5m或1m×1m,锚杆与采场顶板夹角不小于60°。
矿石运搬:采场内采用1m3电动铲运机出矿,经溜井(加格筛40cm×40cm)运至中段运输水平2。
充填:分层回采结束后充填之前,架设顺路泄水井,安设泄水笼,泄水井采用木板顺路架设,根据采场泄水情况,合理放置泄水笼(一般放置3个),泄水笼规格0.4m×0.4m,高度3m,以直径12mm钢筋做周边骨架,四面以直径6mm钢筋焊接为网状结构,网度10cm×10cm,外面缠裹土工布,泄水笼底端与泄水管密封严实,泄水管顺到泄水井外泄水;充填高度通常为3m,充填灰砂比1:12,浇面厚度0.5 m。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系 为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或 暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为 对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示 或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是 机械连接,也可以是电连接或彼此可通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相 连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于 本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可 以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第 一特征在第二特征“上方”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“下方”可以是第一特征在第 二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”或“具体示例”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必须针对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一个或多个实施 例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将 本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的, 不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例 进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种分区联合充填采矿法,其特征在于:
步骤一:布置采场:采场沿矿体走向划分为左右采场,且一前一后;采场沿垂高方向上划分为三段,每段又分三层;
步骤二:垂直矿体施工穿脉探矿巷至底柱,采场边界施工措施斜井至底柱上方,底柱上方靠近措施斜井位置沿矿体走向施工拉底平巷,之后在采场内靠下盘位置施工充填回风井,且与上部两段贯通;
步骤三:自穿脉探矿巷上向施工脉外溜矿井和人行泄水井;以拉底平巷为自由面,分别在两个分区采场层内上向进行一次片压、二次片压回采,然后逐层回采;回采结束后架设人行泄水井、敷设人工假底、充填拉底层;
步骤四:每个分区的分段、分层回采结束后,施工分段联络巷和分段巷道,联通各分段;施工左右分区采场联络巷,联通左右分区采场;施工溜井联络巷、人行井络联巷;与脉外溜井、人行泄水井联通。
2.根据权利要求1所述的分区联合充填采矿法,其特征在于:步骤一:采场总长度为100m,分区采场长度为50m,分区前后相差距离为4.4m;采场高度40~50m,每段高度13~17m,每层高度4.4m~5.5m。
3.根据权利要求1所述的分区联合充填采矿法,其特征在于:步骤二:措施斜井在采场边界以50°角掘进至底柱以上。
4.根据权利要求1所述的分区联合充填采矿法,其特征在于:步骤三:第一次片压为3m高度回采,第二次片压为1.5m高度回采。
5.根据权利要求1所述的分区联合充填采矿法,其特征在于:步骤三:逐层回采后架设人行泄水井,安设3个以上泄水笼;泄水笼底端与泄水管密封,泄水管顺到人行泄水井外泄水。
6.根据权利要求5所述的分区联合充填采矿法,其特征在于:泄水笼规格0.4m×0.4m,高度3m,以直径12mm钢筋做周边骨架,四面以直径6mm钢筋焊接为网状结构,网度10cm×10cm,外面缠裹土工布。
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