CN113266354A - 沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法。该方法通过沿矿体走向划分矿块，并垂直矿体走向施工两条中央采场联络道和两条两翼采场联络道；再通过中央采场联络道进入矿体，采用分层法对下盘矿体进行一步回采，并在每层回采完成后进行胶结充填；待下盘矿体回采超过上盘矿体预定分层后，再通过两翼采场联络道对上盘矿体进行二步回采，并对采空区进行充填，完成对矿体的开采。通过上述方式，本发明能够有效控制回采面积，并减少采准工程和进路法的封闭次数，在确保安全生产的同时也解决了20m左右矿体生产能力低、台车施工困难的问题，具有较高的实际应用价值。

Description

沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法

技术领域

本发明涉及充填采矿技术领域，尤其涉及一种沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法。

背景技术

随着矿产勘探及开采技术的进步，各类采矿方法应运而生，包括空场采矿法、崩落法、充填采矿法等。其中，充填采矿法通过用充填料充填采空区，能够最大限度地回收矿产资源，保护地下及地表环境，被广泛应用于各类矿产的开采。同时，基于不同类型矿体的开采需求，充填采矿法也根据矿体开采方式、回采方向的不同进一步分为分层充填采矿法、进路充填采矿法、上向充填采矿法、下向充填采矿法等多种类型，如何根据实际矿体情况设计最适宜的充填采矿法始终是研究人员的关注重点。

目前，对于厚度只有20m左右的矿体，若采用盘区法进行回采时，其采准工程量较大，难以满足实际应用的需求；若采用单一的宽进路充填采矿法，其生产能力又较低，出矿能力小于100t/d，且封闭次数较多，成本较高，对矿山的快速发展影响较大。因此，为了提高这类矿体的生产能力，有必要为这类矿体探索一种更加安全、高效、实用的采矿方法。

例如，公开号为CN111663945A的专利提供了一种空顶切割巷式上向宽进路充填采矿法，该专利通过采用进路与分层联合采矿法，并在采场内条形进路采用半空顶形式，快速形成切割巷，从而实现对厚度为20～25m的倾斜中厚矿体的安全、高效、低贫损开采，并实现在不良地质富水且围岩破碎条件下快速掘进。然而，该方法的采准工程量仍相对较大，且需要采用复杂的超前支护方式，整体采矿效率相对较低。

有鉴于此，有必要设计一种改进的充填采矿法，以解决上述问题。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法。通过采用分层法对下盘矿体进行一步回采，并在下盘矿体回采超过上盘矿体后，采用分层法或进路法对上盘矿体进行二步回采，从而有效控制了回采面积，减少了采准工程和进路法的封闭次数，在确保安全生产的同时也解决了20m左右矿体生产能力低、台车施工困难的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法，包括如下步骤：

S1、沿矿体走向划分矿块，并垂直矿体走向施工两条中央采场联络道和两条两翼采场联络道；

S2、通过所述中央采场联络道进入矿体后，在下盘横向拉开，由两条所述中央采场联络道服务两个采场，采用分层法对下盘矿体进行一步回采，并在每层回采完成后进行胶结充填；

S3、待所述下盘矿体回采超过上盘矿体预定分层后，再通过所述两翼采场联络道对上盘矿体进行二步回采，并对采空区进行充填。

作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，所述采用分层法对下盘矿体进行一步回采时，先回采下盘底部10～12m宽的稳固矿体，再按照交替上升的方式进行回采。

作为本发明的进一步改进，在步骤S3中，采用进路法或分层法对所述上盘矿体进行二步回采。

作为本发明的进一步改进，在步骤S3中，采用进路法对所述上盘矿体进行二步回采时，沿矿体与尾砂接触位置布置进路，在上盘预留一部分矿体施工至设计边界，然后再后退式片采上盘矿体至上盘主裂面，进行局部充填后再后退式回采上盘护顶矿。

作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，进行所述胶结充填时，对采空区的下部采用灰砂比为1:12～1:20的充填体，对采空区的上部采用灰砂比为1:6～1:10的充填体。

作为本发明的进一步改进，在步骤S3中，采用进路法对所述上盘矿体进行二步回采时，对采空区进行胶结充填；采用分层法对所述上盘矿体进行二步回采时，对采空区的下部采用非胶结充填，对采空区的上部采用灰砂比为1:6～1:10的充填体进行胶结充填。

作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，所述矿块内不留矿柱；所述矿块的长度为100～120m，矿块的宽度为矿体厚度。

作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，所述采场的长度为50～60m。

作为本发明的进一步改进，在步骤S3中，所述预定分层为3～5个分层。

作为本发明的进一步改进，所述一步回采和所述二步回采的回采高度相等，均为2～4m。

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过采用分层法对下盘矿体进行一步回采，并在下盘矿体回采超过上盘矿体后，采用分层法或进路法对上盘矿体进行二步回采，从而有效控制了回采面积，减少了采准工程和进路法的封闭次数，在确保安全生产的同时也解决了20m左右矿体生产能力低、台车施工困难的问题，能够满足实际开采的需求。

(2)本发明提供的沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法通过采用盘区无矿柱连续回采的方案，能够将面积较大的矿体划分为面积较小的单元进行回采；并通过在空间上将其分为一步采和二步采，进一步控制了回采面积，从而在保证其生产能力的同时有效降低采准工程量，达到降低开采成本、提高开采效率的效果。

(3)本发明提供的沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法，在对上盘矿体进行回采时，可以根据顶板及上盘的的稳固程度选择采用进路法或分层法进行回采。其中，在采用进路法对上盘矿体进行回采时，本发明还通过沿矿体与尾砂接触位置布置进路，在上盘预留一部分矿体施工至设计边界，然后再后退式片采上盘矿体至上盘主裂面，进行局部充填后再后退式回采上盘护顶矿，从而有效减少上盘护顶矿石的回采损失，解决了现有技术中使用常规的进路法进行回采时导致的采场上盘必然会损失部分矿石的问题，在确保开采安全的同时进一步提高了采场的生产能力。

(4)本发明提供的沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法，还通过对开采过程的矿块长度、采场长度、回采高度、下盘与上盘的充填方式及充填体的灰砂比等参数进行控制，进一步提高了开采的安全性及开采效率，且该方法易于实施、可控性强，能够实现对20m左右矿体的安全、高效开采，具有较高的实际应用价值。

附图说明

图1为本发明提供的沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法的平面示意图。

图2为图1的A-A剖面图。

附图标记

1、中央采场联络道；2、两翼采场联络道；3、线管缆井联络巷；4、分段运输大巷；5、一步回采区域；6、二步回采区域；7、后退式片采区域；8、局部充填坝。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

请参阅图1、图2，本发明提供了一种沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法，包括如下步骤：

S1、沿矿体走向划分矿块，并垂直矿体走向施工两条中央采场联络道1和两条两翼采场联络道2；

S2、通过所述中央采场联络道1进入矿体后，在下盘横向拉开，由两条所述中央采场联络道1服务两个采场，采用分层法对下盘矿体进行一步回采，并在每层回采完成后进行胶结充填；

S3、待所述下盘矿体回采超过上盘矿体预定分层后，再通过所述两翼采场联络道2对上盘矿体进行二步回采，并对采空区进行充填。

通过上述方式，本发明提供的沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法能够将面积较大的矿体划分为面积较小的单元进行回采，并在空间上将其分为一步回采区域5和二步回采区域6，从而有效控制回采面积，减少采准工程和进路法的封闭次数，在确保安全生产的同时也解决了20m左右矿体生产能力低、台车施工困难的问题，具有较高的实际应用价值。

具体地，在本发明的部分实施例中，步骤S1中的矿块内不留矿柱，矿块长度为100m，矿块宽度为矿体厚度20m，矿块之前设有3m的间柱。在本发明的其他实施例中，该矿块的长度并不局限于100m，可以根据实际情况进行调整，矿块之间可以不留间柱，在不留间柱时一个中段可以视为一个回采矿块。同时，步骤S1中还包括线管缆井联络巷3和分段运输大巷4的掘进，其中，分段运输大巷4与两条中央采场联络道1和两条两翼采场联络道2分别连通，线管缆井联络巷3与分段运输大巷4连通。

在本发明的部分实施例中，步骤S2中各采场的长度设置为50m，采场面积以不大于600m²为宜，采场跨度局部可突破12m。在不同的实施例中，采场的具体设置参数可以具体矿体的赋存调节进行调整，本发明对此不进行限定，均属于本发明的保护范围。

同时，在采用分层法对下盘矿体进行一步回采时，先回采下盘底部10～12m宽的稳固矿体，再按照交替上升的方式逐层进行回采与充填。回采高度设置为3m，充填时采用胶结充填，对采空区下部2.6m的部分采用灰砂比为1:16的充填体进行充填，在确保尾砂边坡稳定的前提下降低胶结材料消耗；对采空区上部0.4m的部分则采用灰砂比为1:8的充填体进行充填，以确保无轨设备的正常运行，减少尾砂混入矿石，从而在降低充填材料成本的同时保证充填体强度和开采安全。

在本发明的部分实施例中，在步骤S3中，当下盘矿体回采超上盘矿体4各分层后，再通过两翼采场联络道2对上盘矿体进行二步回采。在对上盘矿体进行二步回采时，可以根据顶板及上盘的稳固程度选择采用分层法或进路法对上盘矿体进行回采。

具体的，在本发明的部分实施例中，选择分层法对上盘矿体进行二次回采时，按照与上盘相同的方式进行分层回采，回采高度设置为3m。充填时对采空区下部2.6m的部分采用非胶结充填的方式进行充填，对采空区上部0.4m的部分则采用灰砂比为1:8的胶结充填体进行充填，同样能够在降低充填材料成本的同时保证充填体强度和开采安全。

在本发明的其他实施例中，选择进路法对上盘矿体进行二次回采。但由于采用传统的宽进路法进行回采时，沿矿体走向布置采场，上盘必然会损失一部分矿石，即使通过采用垂直矿体走向布置采场的方式来减少矿石损失，但仍不能完全解决上盘损失问题，且进路封闭次数太多，生产能力低。基于此，本发明在采用进路法对上盘矿体进行二步回采时，先沿矿体与尾砂接触位置布置进路，在上盘预留一部分矿体施工至设计边界，然后在后退式片采区域7内后退式片采上盘矿体至上盘主裂面，通过局部充填形成局部充填坝8，再后退式回采上盘护顶矿，从而有效减少上盘护顶矿石的损失，并减少进路封闭次数，在确保开采安全的同时进一步提高了采场的生产能力，解决了传统的进路法回采时存在的问题。

在上述采用进路法对上盘矿体进行二步回采时，对采空区全部用胶结充填体进行充填，以保护上盘的安全。上盘中使用的胶结充填体的具体灰砂比可根据实际情况进行调整，本发明对此不进行限定，均属于本发明的保护范围。

通过上述方式，本发明采用盘区无矿柱连续回采的方案，对下盘矿体采用分层法进行一步回采，并在下盘矿体回采超过上盘矿体一定分层后，采用分层法或进路法对上盘矿体进行二步回采，能够将面积较大的矿体划分为面积较小的单元进行回采，并通过在空间上将其分为一步回采区域5和二步回采区域6，有效控制回采面积，减少采准工程和进路法的封闭次数，提高采场的生产能力，达到降低开采成本、提高开采效率的效果，实现对20m左右矿体的安全、高效开采，具有较高的实际应用价值。

综上所述，本发明提供了一种沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法。该方法通过沿矿体走向划分矿块，并垂直矿体走向施工两条中央采场联络道和两条两翼采场联络道；再通过中央采场联络道进入矿体，采用分层法对下盘矿体进行一步回采，并在每层回采完成后进行胶结充填；待下盘矿体回采超过上盘矿体预定分层后，再通过两翼采场联络道对上盘矿体进行二步回采，并对采空区进行充填，完成对矿体的开采。通过上述方式，本发明能够有效控制回采面积，并减少采准工程和进路法的封闭次数，在确保安全生产的同时也解决了20m左右矿体生产能力低、台车施工困难的问题，具有较高的实际应用价值。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、沿矿体走向划分矿块，并垂直矿体走向施工两条中央采场联络道和两条两翼采场联络道；

S2、通过所述中央采场联络道进入矿体后，在下盘横向拉开，由两条所述中央采场联络道服务两个采场，采用分层法对下盘矿体进行一步回采，并在每层回采完成后进行胶结充填；

S3、待所述下盘矿体回采超过上盘矿体预定分层后，再通过所述两翼采场联络道对上盘矿体进行二步回采，并对采空区进行充填。

2.根据权利要求1所述的沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法，其特征在于：在步骤S2中，所述采用分层法对下盘矿体进行一步回采时，先回采下盘底部10～12m宽的稳固矿体，再按照交替上升的方式进行回采。

3.根据权利要求1或2所述的沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法，其特征在于：在步骤S3中，采用进路法或分层法对所述上盘矿体进行二步回采。

4.根据权利要求3所述的沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法，其特征在于：在步骤S3中，采用进路法对所述上盘矿体进行二步回采时，沿矿体与尾砂接触位置布置进路，在上盘预留一部分矿体施工至设计边界，然后再后退式片采上盘矿体至上盘主裂面，进行局部充填后再后退式回采上盘护顶矿。

5.根据权利要求1所述的沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法，其特征在于：在步骤S2中，进行所述胶结充填时，对采空区的下部采用灰砂比为1:12～1:20的充填体，对采空区的上部采用灰砂比为1:6～1:10的充填体。

6.根据权利要求3所述的沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法，其特征在于：在步骤S3中，采用进路法对所述上盘矿体进行二步回采时，对采空区进行胶结充填；采用分层法对所述上盘矿体进行二步回采时，对采空区的下部采用非胶结充填，对采空区的上部采用灰砂比为1:6～1:10的充填体进行胶结充填。

7.根据权利要求1所述的沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法，其特征在于：在步骤S1中，所述矿块内不留矿柱；所述矿块的长度为100～120m，矿块的宽度为矿体厚度。

8.根据权利要求1所述的沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法，其特征在于：在步骤S2中，所述采场的长度为50～60m。

9.根据权利要求1所述的沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法，其特征在于：在步骤S3中，所述预定分层为3～5个分层。

10.根据权利要求1～9中任一权利要求所述的沿走向分层进路二步回采上向充填采矿法，其特征在于：所述一步回采和所述二步回采的回采高度相等，均为2～4m。

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