CN113250695B - 分层充填采矿方法及矿山充填系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种分层充填采矿方法和矿山充填系统,包括以下步骤:施工制作水平巷道、施工制作天井以及施工制作卸料井,所述水平巷道为多条以将矿区自上而下分为多个回采单元,所述天井自地表或水平巷道向下延伸,所述卸料井倾斜设置于所述回采单元内,所述卸料井的一端与所述水平巷道贯通,另一端与所述天井贯通,所述卸料井用于承接上一水平巷道或地表的物料。本申请提高了废石的利用率和填充效率。
Description
技术领域
本申请涉及采矿方法技术领域,尤其涉及一种分层充填采矿方法及矿山充填系统。
背景技术
目前,国内的充填采矿法根据所用充填材料和输送方式不同,充填采矿法分为以下三种:1.干式充填法,充填材料为专用露天采石场采出的碎石、露天矿剥离或地下矿采掘的废石等。经破碎,用机械、人工或风力输送至采场。2.水力充填法,充填材料为砂、碎石、选厂尾砂或炉渣等。用管道借水力输送至采场。3.胶结充填法,充填材料为水泥等胶凝材料和砂石、炉渣或尾砂等配制的浆状胶结物料,凝固后有一定强度,用管道借水力或机械输送至采场。
其中,干式充填法的充填材料主要由露天采石场或废石场提供,按规定的块度组成对所提供的物料进行破碎、筛分和混合。
目前,干式填充法多为分层填充开采,巷道的掘进废石一般是作为充填材料使用,多余的废石会运输至矿山外。不同的巷道可能需要的填充材料的数量不一致,使得有些巷道的掘进废石有多余,需要运出矿山,有些巷道的掘进废石不足,需要从地表输送进来,废石的整体利用率不高,充填效率也不高。
发明内容
本申请提供一种分层充填采矿方法及矿山充填系统,提高了废石的利用率和充填效率。
为解决上述技术问题,本申请采用以下的技术方案:
本申请的第一方面提供一种分层充填采矿方法,包括以下步骤:施工制作水平巷道、施工制作天井以及施工制作卸料井,所述水平巷道为多条以将矿区自上而下分为多个回采单元,所述天井自地表或水平巷道向下延伸,所述卸料井倾斜设置于所述回采单元内,所述卸料井的一端与所述水平巷道贯通,另一端与所述天井贯通,所述卸料井用于承接上一水平巷道或地表的物料。
相比于现有技术,该分层充填采矿方法包括施工制作卸料井的步骤,该卸料井与水平巷道和天井贯通,使得上一层水平巷道中的废石可通过天井和卸料井运送到下一层水平巷道,避免减少了废石的输出和地表材料的输入,从而提高了废石的利用率,也提高了充填效率。
在本申请的一实施例中,所述卸料井与水平面的夹角35°至58°。
在本申请的一实施例中,还包括施工制作倒料井的步骤,所述倒料井的一端与水平巷道贯通,另一端与从该水平巷道向下延伸的天井贯通。
在本申请的一实施例中,还包括架设振动给料机的步骤,所述振动给料机设置于所述卸料井的卸料口处。
在本申请的一实施例中,还包括架设运输矿车的步骤,所述运输矿车架设于所述振动给料机的下方,并可在所述水平巷道内移动。
本申请的第二方面提供一种按照第一方面所述的方法制作出的矿山充填系统,包括多个水平巷道、天井和卸料井,所述水平巷道为多条以将矿区自上而下分为多个回采单元,所述天井自地表或水平巷道向下延伸,所述卸料井倾斜设置于所述回采单元内,所述卸料井的一端与所述水平巷道贯通,另一端与所述天井贯通,所述卸料井用于承接上一水平巷道或地表的物料。
相比于现有技术,该矿山充填系统包括多个水平巷道、天井和卸料井,该卸料井与水平巷道和天井贯通,使得上一层水平巷道中的废石可通过天井和卸料井运送到下一层水平巷道,避免减少了废石的输出和地表材料的输入,从而提高了废石的利用率,也提高了充填效率。
在本申请的一实施例中,所述卸料井与水平面的夹角35°至58°。
在本申请的一实施例中,还包括倒料井,所述倒料井的一端与水平巷道贯通,另一端与从该水平巷道向下延伸的天井贯通。
在本申请的一实施例中,还包括振动给料机,所述振动给料机设置于所述卸料井的卸料口处。
在本申请的一实施例中,还包括运输矿车,所述运输矿车架设于所述振动给料机的下方,并可在所述水平巷道内移动。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例提供的分层充填采矿方法的流程图;
图2为本申请一实施例提供的矿山充填系统的示意图;
图3为图2中A处的局部放大图。
附图标记:
100、水平巷道;200、天井;300、卸料井;400、振动给料机;500、运输矿车;600、隔板;700、倒料井。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,也属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述,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申请的限制。
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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中,需要说明的是,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。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申请中的具体含义。
首先对本申请所涉及的名词进行解释:
水平巷道,是在不同矿山中沿水平方向开凿的用于运输、采矿、通风等的地下通道;
振动给料机又称振动喂料机,振动给料机在生产流程中,可把块状、颗粒状物料从贮料仓中均匀、定时、连续地给到受料装置中去,在砂石生产线中可为破碎机械连续均匀地喂料,并对物料进行粗筛分,广泛用于冶金、煤矿、选矿、建材、化工、磨料等行业的破碎、筛分联合设备中。
本申请的第一方面提供一种分层充填采矿方法,如图1和图2所示,本实施例的方法可以包括以下步骤:
S101、施工制作水平巷道,水平巷道为多条以将矿区自上而下分为多个回采单元。
S102、施工制作天井,天井自地表或水平巷道向下延伸。
S103、施工制作卸料井,卸料井倾斜设置于回采单元内,卸料井的一端与水平巷道贯通,另一端与天井贯通,卸料井用于承接上一水平巷道或地表的物料。
其中,水平巷道100一般通过掘进机施工制作,掘进后还应当制作相应的支护,以支撑水平巷道100。
水平巷道100为多条以将矿区自上而下分为多个回采单元,在一些实施例中,相邻两条水平巷道100的间距为39m,水平巷道100的间距与矿层厚度有关,在此不做限定。
天井200自地表或水平巷道100向下延伸,天井200可通过爆破、天井钻机等方法制作。天井200连接两个水平巷道100,高度一般为30m至60m,直径一般为1.2m至2m。
卸料井300倾斜设置于回采单元内,卸料井300的一端(此处指下端)与水平巷道100贯通,另一端(此处指上端)与天井200贯通,卸料井300用于承接上一水平巷道100或地表的物料,卸料井300的大小一般与天井200相匹配。
相比于现有技术,该分层充填采矿方法包括施工制作卸料井300的步骤,该卸料井300与水平巷道100和天井200贯通,使得上一层水平巷道100中的废石可通过天井200和卸料井300运送到下一层水平巷道100,避免减少了废石的输出和地表材料的输入,从而提高了废石的利用率,也提高了充填效率。
为了便于物料下落,在一些实施例中,如图2所示,卸料井300与水平面的夹角35°至58°。相比于夹角小于35°的情况,此范围的夹角的倾斜角度更大,物料下落时更快,避免物料停滞在卸料井300中。相比于夹角大于58°的情况,此范围的夹角的倾斜角度更小,物料下落更慢,避免物料下落过快,减小物料对卸料井300下方的承接装置(例如运输矿车)的冲击力,延长承接装置的使用寿命。
一般地,天井200在竖直方向上并不是上下直接贯通的,如图2和图3所示,上层延伸而来的天井200与从本层向下延伸的天井200在水平方向上有一定的间隔,该间隔一般为1m左右。在上层延伸而来的天井200的底部设置有隔板600,隔板600可打开或关闭上层延伸而来的天井200的底部,从而使物料在该天井200的底部积聚或进入下层天井200。
在一些实施例中,该方法还包括施工制作倒料井的步骤,如图3所示,倒料井700的一端(此处指上端)与水平巷道100贯通,另一端(此处指下端)与从该水平巷道100向下延伸的天井200贯通,从而使得本层的物料可通过该倒料井700进入从本层向下延伸的天井200内,进而到达下层,提高物料的利用率。
当然地,该倒料井700的设置形式可参考卸料井300的设置形式,在此不做赘述。
在一些实施例中,卸料井300与天井200贯通的一端和水平巷道100的距离为5m(也即卸料井300的高度为5m)。物料在天井200中下落时,会首先下落到天井200底部并逐渐累积(也即达到了储存物料的功能),直至累积至卸料井300的井口处,再下落的物料会进入卸料井300,开始卸料,最后可将之前在天井200中累积的物料也运输到所需位置即可。
为了便于控制物料的下落,在一些实施例中,该方法还包括架设振动给料机400的步骤,振动给料机400设置于卸料井300的卸料口处,振动给料机400在生产流程中,可把块状、颗粒状物料从贮料仓中均匀、定时、连续地给到受料装置中去,便于控制物料下落。
需要说明的是,天井200除运输物料外,还可运输设备,因此在其下端不能设置振动给料机400,以免影响天井200运输设备。
为了便于物料运输到需要的位置,在一些实施例中,该方法还包括架设运输矿车500的步骤,运输矿车500架设于振动给料机400的下方,从振动给料机400中下落的物料进入到运输矿车500,运输矿车500在水平巷道100内移动,以将物料运输到所需位置。
本申请的第二方面提供一种按照第一方面的方法制作出的矿山充填系统,如图2和图3所示,包括多个水平巷道100、天井200和卸料井300,水平巷道100一般通过掘进机施工制作,掘进后还应当制作相应的支护,以支撑水平巷道100。
水平巷道100为多条以将矿区自上而下分为多个回采单元,在一些实施例中,相邻两条水平巷道100的间距为39m,相邻水平巷道100的间距与矿层厚度有关,在此不做限定。
天井200自地表或水平巷道100向下延伸,天井200可通过爆破、天井200钻机等方法制作。天井200连接两个水平巷道100,高度一般为30m至60m,直径一般为1.2m至2m。
卸料井300倾斜设置于回采单元内,卸料井300的一端(此处指下端)与水平巷道100贯通,另一端(此处指上端)与天井200贯通,卸料井300用于承接上一水平巷道100或地表的物料,卸料井300的大小一般与天井200相匹配。
相比于现有技术,该矿山充填系统包括多个水平巷道100、天井200和卸料井300,该卸料井300与水平巷道100和天井200贯通,使得上一层水平巷道100中的废石可通过天井200和卸料井300运送到下一层水平巷道100,避免减少了废石的输出和地表材料的输入,从而提高了废石的利用率,也提高了填充效率。
为了便于物料下落,在一些实施例中,如图2所示,卸料井300与水平面的夹角35°至58°。相比于夹角小于35°的情况,此范围的夹角的倾斜角度更大,物料下落时更快,避免物料停滞在卸料井300中。相比于夹角大于58°的情况,此范围的夹角的倾斜角度更小,物料下落更慢,避免物料下落过快,减小物料对卸料井300下方的承接装置(例如运输矿车)的冲击力,延长承接装置的使用寿命。
一般地,天井200在竖直方向上并不是上下直接贯通的,如图2和图3所示,上层延伸而来的天井200与从本层向下延伸的天井200在水平方向上有一定的间隔,该间隔一般为1m左右。在上层延伸而来的天井200的底部设置有隔板600,隔板600可打开或关闭上层延伸而来的天井200的底部,从而使物料在该天井200的底部积聚或进入下层天井200。
在一些实施例中,该矿山充填系统还包括倒料井700,如图3所示,倒料井700的一端(此处指上端)与水平巷道100贯通,另一端(此处指下端)与从该水平巷道100向下延伸的天井200贯通,从而使得本层的物料可通过该倒料井700进入从本层向下延伸的天井200内,进而到达下层,提高物料的利用率。
当然地,该倒料井700的设置形式可参考卸料井300的设置形式,在此不做赘述。
在一些实施例中,卸料井300与天井200贯通的一端和水平巷道100的距离为5m(也即卸料井300的高度为5m)。物料在天井200中下落时,会首先下落到天井200底部并逐渐累积(也即达到了储存物料的功能),直至累积至卸料井300的井口处,再下落的物料会进入卸料井300,开始卸料,最后可将之前在天井200中累积的物料也输运到所需位置即可。
为了便于控制物料的下落,在一些实施例中,如图3所示,该矿山充填系统还包括振动给料机400,振动给料机400设置于卸料井300的卸料口处,振动给料机400在生产流程中,可把块状、颗粒状物料从贮料仓中均匀、定时、连续地给到受料装置中去,便于控制物料下落。
需要说明的是,天井200除运输物料外,还可运输设备,因此在其下端不能设置振动给料机400,以免影响天井200运输设备。
为了便于物料运输到需要的位置,在一些实施例中,如图3所示,该矿山充填系统还包括运输矿车500,运输矿车500架设于振动给料机400的下方,从振动给料机400中下落的物料进入到运输矿车500,运输矿车500在水平巷道100内移动,以将物料运输到所需位置。
最后应说明的是,以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解;其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种分层充填采矿方法,其特征在于,包括以下步骤:
施工制作水平巷道,所述水平巷道为多条以将矿区自上而下分为多个回采单元;
施工制作天井,所述天井自地表或水平巷道向下延伸,相邻两层的所述天井具有水平间隔,所述天井的底部设有隔板;
施工制作卸料井,所述卸料井倾斜设置于所述回采单元内,所述卸料井的一端与所述水平巷道贯通,另一端与所述天井贯通,所述卸料井用于承接上一水平巷道或地表的物料。
2.根据权利要求1所述的分层充填采矿方法,其特征在于,所述卸料井与水平面的夹角35°至58°。
3.根据权利要求2所述的分层充填采矿方法,其特征在于,还包括施工制作倒料井的步骤,所述倒料井的一端与水平巷道贯通,另一端与从该水平巷道向下延伸的天井贯通。
4.根据权利要求1所述的分层充填采矿方法,其特征在于,还包括架设振动给料机的步骤,所述振动给料机设置于所述卸料井的卸料口处。
5.根据权利要求4所述的分层充填采矿方法,其特征在于,还包括架设运输矿车的步骤,所述运输矿车架设于所述振动给料机的下方,并可在所述水平巷道内移动。
6.一种按照权利要求1所述的方法制作出的矿山充填系统,其特征在于,包括:
多个水平巷道,所述水平巷道为多条以将矿区自上而下分为多个回采单元;
天井,所述天井自地表或水平巷道向下延伸,相邻两层的所述天井具有水平间隔,所述天井的底部设有隔板;
卸料井,所述卸料井倾斜设置于所述回采单元内,所述卸料井的一端与所述水平巷道贯通,另一端与所述天井贯通,所述卸料井用于承接上一水平巷道或地表的物料。
7.根据权利要求6所述的矿山充填系统,其特征在于,所述卸料井与水平面的夹角35°至58°。
8.根据权利要求7所述的矿山充填系统,其特征在于,还包括倒料井,所述倒料井的一端与水平巷道贯通,另一端与从该水平巷道向下延伸的天井贯通。
9.根据权利要求6所述的矿山充填系统,其特征在于,还包括振动给料机,所述振动给料机设置于所述卸料井的卸料口处。
10.根据权利要求9所述的矿山充填系统,其特征在于,还包括运输矿车,所述运输矿车架设于所述振动给料机的下方,并可在所述水平巷道内移动。
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