CN111075449A

CN111075449A - 不稳固矿体连续采矿方法

Info

Publication number: CN111075449A
Application number: CN201911337452.8A
Authority: CN
Inventors: 何磊
Original assignee: China Huaye Group Co Ltd
Current assignee: China Huaye Group Co Ltd
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2039-12-23
Also published as: CN111075449B

Abstract

本发明公开了一种不稳固矿体连续采矿方法，包括步骤：S1、将同一水平层的矿体分为若干进路，在各进路间预留1m～2m的矿柱；S2、对某一进路的矿体进行回采，之后在该进路中靠近矿柱一侧0.2m～0.5m处沿该进路长向设置若干支柱组，以支撑该进路的顶板，然后对该进路进行回填；S3、对回填完成的进路的相邻待采进路进行回采，之后在该进路中靠近矿柱一侧0.2m～0.5m处沿该进路长向设置若干支柱组，以支撑该进路的顶板，然后对该进路进行回填；S4、对步骤S2和步骤S3中所述进路间的矿柱进行回采，回采完成后，对该矿柱所在区域进行回填；S5、对后续待采进路重复步骤S2至步骤S4，直至将全部矿体回采完毕。该方法可对矿体连续回采，同时还能回采全部的矿柱。

Description

不稳固矿体连续采矿方法

技术领域

本公开涉及采矿技术领域，具体的，涉及一种不稳固矿体连续采矿方法。

背景技术

现有技术中，对于上下盘围岩及顶板不稳固的矿体，采用充填采矿法时，多采用上向分层充填采矿法或下向分层充填采矿法。这种采矿方法一般采用矿房、矿柱间隔开采方式。首先回采矿房，回采完成后对空区进行充填并接顶，待矿房充填体达到一定强度后开始回采矿柱，其中等待充填体强度增加的过程在一定程度上降低了采矿的效率。而且这种情况下矿柱两侧为均充填体，回采矿柱时受充填体强度的影响较大，为了避免矿体塌落，不会将全部矿柱回采，造成了原矿的损失，采矿效率也受到一定影响。此外，空区充填时接顶率往往不能保障，相邻进路回采后造成空顶跨度大，顶板容易发生塌落。

发明内容

本发明是为了解决上述技术问题而做出的，其目的是提供一种采矿效率高、原矿损失小并且安全的采矿方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种不稳固矿体连续采矿方法，包括步骤：

S1、将同一水平层的矿体分为若干进路，在各进路间预留1m～2m的矿柱；

S2、对某一进路的矿体进行回采，回采完成后，在该进路中靠近矿柱一侧0.2m～0.5m处沿该进路长向设置若干支柱组，以对该进路的顶板进行支撑，之后对该进路进行回填；

S3、对回填完成的进路的相邻待采进路进行回采，回采完成后，在该进路中靠近矿柱一侧0.2m～0.5m处沿该进路长向设置若干支柱组，以对该进路的顶板进行支撑，之后对该进路进行回填；

S4、对步骤S2和步骤S3中所述进路间的矿柱进行回采，回采完成后，对矿柱所在区域进行回填；

S5、对后续待采进路重复步骤S2至步骤S4，直至将步骤S1中所述矿体回采完毕。

进一步的，所述支柱组由四根呈菱形布置的支撑柱组成，且所述四根支撑柱固定相连。

进一步的，所述支撑柱间的距离为0.7m～1m。

进一步的，所述支柱组的间距为3m～6m。

进一步的，所述进路为条状进路，其宽度在5m～10m，高度在3m～6m，长度在20m～30m。

根据上面的描述和实践可知，本发明所述的不稳固矿体连续采矿方法通过在各条已回采的进路两侧架设支柱组，对已回采区域的顶板进行支撑，无需等充填体到达设计强度便可进行矿柱的回采作业，有效提高了采矿的效率。并且通过该方法能够将全部矿柱进行回采，减少了矿体的损失。在支柱组的支撑下也不必担心顶板发生塌落，大大提高了采矿过程的安全性。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中涉及的不稳固矿体连续采矿方法的示意图。

图2为本发明的一个实施例中涉及的支柱组的结构示意图。

图3为本发明的一个实施例中涉及的支撑柱的结构示意图。

图中：

11、第一进路，12、第二进路，13、第三进路，14、第四进路；

21、第一矿柱，22、第二矿柱，23、第三矿柱；

3、支柱组，31、支撑柱，32、连接杆，311、下套筒，312、上套筒，313、内套筒，314、调整立柱，315、搅拌头，316、膨胀材料A组分，317、膨胀材料B组分。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例性实施方式。然而，示例性实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例性实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。需要说明的是，本公开中，用语“包括”、“配置有”、“设置于”用以表示开放式的包括在内的意思，并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象数量或次序的限制；术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明的一个实施例中涉及的不稳固矿体连续采矿方法的示意图。图中给出了矿体某一水平层的平面示意，如图1所示，该矿体被规划为四条采矿进路，每条进路间预设一条矿柱。在本公开的示例性实施例中，提供了一种不稳固矿体连续采矿方法，具体方法如下：

步骤S1：将同一水平层的矿体分为若干进路，在各进路间预留1m～2m的矿柱。

在该实施例中，该矿体被分为四条进路，分别是第一进路11、第二进路12、第三进路13和第四进路14。在各个进路之间预留宽度为1.2m的矿柱，分别是第一矿柱21、第二矿柱22和第三矿柱23。其中各进路为条状进路，其宽度宜在5m～10m范围内，高度宜在3m～6m范围内，长度宜在20m～30m范围内。具体尺寸可依据实际矿体形状决定，该实施例中，各条进路宽为8m、高为5m、长为30m。相应的，各条矿柱的宽度为1.2m，长度为30m。

步骤S2：首先对第一进路11的矿体进行回采，回采完成后，在第一进路中靠近矿柱一侧0.2m～0.5m处沿该进路长向设置若干支柱组3，以对该进路的顶板进行支撑，之后对该进路进行回填。

具体的，回采过程可采用崩落法或机械法。由于第一进路11位于矿体边缘，其远离第一矿柱21的一侧为岩石，因此第一进路11中仅在靠近第一矿柱21的一侧边缘处架设了支柱组3。支柱组3沿进路长向均匀布置，相邻支柱组3的间距宜为3m～6m。在该实施例中，支柱组3与矿柱间的距离为0.3m，在靠近矿柱一侧沿进路长向共设置了九个支柱组3。

图2为本发明的一个实施例中涉及的支柱组的结构示意图。图3为本发明的一个实施例中涉及的支撑柱的结构示意图。图2示出了支柱组3的俯视结构，如图2所示，支柱组3由四根支撑柱31组成，四根支撑柱31呈菱形分布，各支撑柱31之间由连接杆32相连，例如通过角钢或圆钢焊接相连，使四根支撑柱31组成一个整体。

在支柱组3架设完成后，对第一进路11进行回填，回填可采用堆筑废石、砂袋的方式，实现第一进路11的接顶。

步骤S3：对回填完成的第一进路11的相邻待采进路进行回采，即回采第二进路12，回采完成后，在该进路中靠近矿柱一侧0.2m～0.5m处沿该进路长向设置若干支柱组3，以对该进路的顶板进行支撑，之后对该进路进行回填。

该步骤中具体操作方法与步骤S1中对第一进路11的操作方法相同。不同之处在于，第二进路12的两侧均为矿柱，因此需在其两侧均设置支柱组3。

步骤S4：对第一进路11和第二进路12之间的第一矿柱21进行回采，回采完成后，对矿柱所在区域进行回填。此处回采可采用崩落法或机械法进行；回填可采用堆筑废石、砂袋的方式。

步骤S5：对后续第三进路13、第四进路14以及第二矿柱22和第三矿柱23重复执行步骤S2至步骤S4，直至将步骤S1中所述的矿体回采完毕。

通过上述的不稳固矿体连续采矿方法，能够对同一水平层的矿体进行不间断采矿作业。传统采矿过程中为了对已采进路进行回填接顶，往往采用浇筑混凝土的方式，而若要对相邻的矿柱进行回采，需要等浇筑的混凝土到达一定强度，等待的时间降低了整个采矿过程的效率。上述方法通过在已回采的进路两侧架设支柱组，对已回采进路的顶板进行支撑防止其塌落，因此后续的填充作业不必完全接顶，从而使矿柱的回采可随相邻进路的回采连续进行，提高了整个采矿过程的效率。上述支柱组在填充作业时留在了各个已采区域，保证已采区域不会塌落，同时填充体也对支柱组形成了纵向的保护，在相邻的矿柱进行爆破作业时不会将支柱组震倒，提升了采矿过程的安全性。在支柱组的保护下，能够对各个采矿进路间的矿柱全部进行回采，减少了原矿的损失。

另外，上述步骤中的支撑柱31采用了可伸长的结构，能够对顶板主动进行支撑。图3为本发明的一个实施例中涉及的支撑柱的结构示意图。

如图3所示，支撑柱31主要包括：下套筒311、上套筒312、内套筒313和调节立柱314。其中，下套筒311的纵断面呈U形，为一端开口，另一端闭口的筒式结构。上套筒312的纵断面呈H形，其两端均为开口式，并且在其中部设置有内隔板，内隔板与上套筒312一体成型。下套筒311的内径和上套筒312下部的内径相同。内套筒313为两端开口的筒式结构，内套筒313的外径略小于下套筒311的内径。内套筒313设置于下套筒311和上套筒312之间，使下套筒311套设在内套筒313的下部，上套筒312套设在内套筒313的上部。内套筒313与下套筒311和上套筒312间隙配合。

调节立柱314设置于上套筒312的上部空腔内，调节立柱314的外径略小于上套筒312上部的内径，实现二者间隙配合。另外，在该实施例中，下套筒311、上套筒312、内套筒313和调节立柱314四者的横截面的形状相同，可以是圆形、矩形或正多边形中的任意一种。下套筒311、上套筒312、内套筒313和调节立柱314可选用钢铁作为原材料，保证其有足够的强度来支撑顶板。

内套筒313的长度略大于下套筒311的内底面至上套筒312的内隔板之间的距离。在内套筒313筒壁的中间部位开设有一螺栓孔，该螺栓孔内设有内螺纹。在该螺栓孔内安装有一搅拌头315。搅拌头315包括互相垂直的搅拌臂和旋转轴，其中旋转轴上设有与上述内螺纹相匹配的外螺纹。搅拌头的旋转轴穿设于上述内套筒313筒壁上螺栓孔内，且搅拌臂位于内套筒313的内部。通过转动旋转轴，可以使搅拌臂在内套筒的内部旋转前进或后退。在搅拌臂的侧壁上还设有若干的破碎齿，破碎齿呈圆锥状，便于充分搅拌膨胀材料。

在内套筒313的内部装有膨胀材料A组分316和膨胀材料B组分317，当膨胀材料A组分316和膨胀材料B组分317在混合后发生反应并膨胀。在该实施例中，膨胀材料A组分316位于内套筒313的下部，膨胀材料B组分317位于内套筒313的上部，二者分别放置在包装袋中。搅拌头315位于膨胀材料A组分316和膨胀材料B组分317的中间位置。使用时，转动搅拌头315使膨胀材料A组分316和膨胀材料B组分317充分拌合，之后发生反应并膨胀。具体的，膨胀材料A组分316可选用膨胀剂，膨胀材料B组分317可选用水。当然也可选用其他已知的膨胀材料。

该支撑柱31在使用时，首先将下套筒311放置于顶板下方的地面上，并将内套筒313放置在下套筒311内，之后分别将膨胀材料A组分316和膨胀材料B组分317放置于内套筒313内，然后将上套筒312套设在内套筒313的上端，之后将调整立柱314放置在上套筒312上部的空腔内，使调整立柱314的顶端接近顶板，最后转动搅拌头315使内套筒313内的膨胀材料A组分316和膨胀材料B组分317充分拌合，之后发生反应并膨胀，此时膨胀材料会将上套筒312向上顶，进而使调整立柱314向上顶紧顶板，对顶板进行主动支撑。

上述的支撑柱31结构简单，制作成本低廉，在填充作业时无需对其进行回收。另外，由于支撑柱31有三根钢管制成，其可以承受爆破采矿过程中的冲击波，从而对已回采区域的顶板形成稳定的支撑，防止其塌落带来危险。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其他实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

Claims

1.一种不稳固矿体连续采矿方法，其特征在于，包括步骤：

2.如权利要求1所述的不稳固矿体连续采矿方法，其特征在于，所述支柱组由四根呈菱形布置的支撑柱组成，且所述四根支撑柱固定相连。

3.如权利要求2所述的不稳固矿体连续采矿方法，其特征在于，所述支撑柱间的距离为0.7m～1m。

4.如权利要求1所述的不稳固矿体连续采矿方法，其特征在于，所述支柱组的间距为3m～6m。

5.如权利要求1至4中任一项所述的不稳固矿体连续采矿方法，其特征在于，所述进路为条状进路，其宽度在5m～10m，高度在3m～6m，长度在20m～30m。