CN113279760B - 一种缓倾斜薄矿体梯段式回采废石跟随充填采矿法 - Google Patents
一种缓倾斜薄矿体梯段式回采废石跟随充填采矿法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种缓倾斜薄矿体梯段式回采废石跟随充填采矿法，旨在提高缓倾斜薄矿体开采的机械化程度与回采效率，同时降低矿石的损失率。为此，本发明提供的采矿法，利用若干沿矿体走向呈折线形布置的伪倾斜斜坡道，将矿体分隔为若干相互交错且颠倒配置的三角形回采单元；每个三角形回采单元沿垂高方向划分多个分层采场，各个分层采场以位于每个三角形回采单元中部的切割上山为自由面，向两侧呈梯段式后退回采，出矿过程中，遥控铲运机通过伪倾斜斜坡道进入分层回采进路中进行铲装出矿；回采过程中采用废石跟随充填控制暴露面积，新鲜风流自伪倾斜斜坡道流入通过分层回采进路流入分层采场，然后自充填回风天井流出分层采场。
Description
技术领域
本发明属于采矿技术领域，尤其涉及一种缓倾斜薄矿体梯段式回采废石跟随充填采矿法。
背景技术
在地下金属矿床中，倾角为25-40°、厚度小于3m的缓倾斜薄矿体，由于矿体自身赋存条件的限制，开采时崩落的矿石不能完全借助重力实现自溜，且受限于矿体倾角，采用铲运机出矿时存在爬坡难的问题，难以实现大规模机械化作业，进而造成采矿效率低下。
目前，针对缓倾斜薄矿体的开采，主要采用全面法、分层充填法和房柱法等采矿方法。这些传统的采矿方法往往存在贫化和损失率高、效率低、成本高、作业不安全等缺点。因此，开发出一种缓倾斜薄矿体机械化开采方法，实现安全高效的铲运机出矿，是解决缓倾斜薄矿体安全高效开采的重点。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种缓倾斜薄矿体梯段式回采废石跟随充填采矿法，旨在提高缓倾斜薄矿体开采的机械化程度与回采效率，同时降低矿石的损失率。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种缓倾斜薄矿体梯段式回采废石跟随充填采矿法，包括：
利用若干沿矿体走向呈折线形布置的伪倾斜斜坡道，将矿体分隔为若干相互交错且颠倒配置的三角形回采单元；
每个三角形回采单元沿垂高方向划分多个分层采场，各个分层采场以位于每个三角形回采单元中部的切割上山为自由面，向两侧呈梯段式后退回采，出矿过程中，遥控铲运机通过伪倾斜斜坡道进入分层回采进路中进行铲装出矿；
回采过程中采用废石跟随充填控制暴露面积，新鲜风流自伪倾斜斜坡道流入通过分层回采进路流入分层采场，然后自充填回风天井流出分层采场。
具体的，回采时多个分层采场同时回采，且相邻的两个分层采场中，位于下方的分层采场超前于上方的分层采场一个崩矿步距。
具体的，崩矿步距控制在3-4m。
具体的，回采过程中废石跟随充填的具体过程为：首先在切割上山与下阶段运输巷道之间构筑充填挡墙，废石自充填回风井向下充填，铲运机在充填回风井处铲装废石直接卸至采空区内进行充填，充填推进方向与回采方向一致，充填高度为梯段式后退回采完毕后形成的分段高度空间；废石充填体随后退式回采距离的增加而推进，实现矿石回采与充填同步。
具体的，在每条伪倾斜斜坡道的两帮预留保安矿柱。
具体的，每条伪倾斜斜坡道的两端分别连通上阶段运输巷道和下阶段运输巷道，待整个矿房回采完毕后自上阶段向下阶段分层后退式回收保安矿柱。
具体的，保安矿柱的厚度控制在2-4m。
具体的，每个三角形回采单元靠近下阶段运输巷道处留有底柱。
具体的，底柱的厚度为2-4m。
具体的，分层采场高度控制在3-5m。
与现有技术相比，本发明至少一个实施例具有如下有益效果：采准工程都布置在脉内，伪倾斜布置斜坡道，并采用遥控铲运机出矿，各个分层采场以位于每个三角形回采单元中部的切割上山为自由面，向两侧呈梯段式后退回采，使得回采作业机械化程度高、落矿和出矿效率高；此外，回采过程中采用废石进行跟进充填，采场内不留矿柱，在提高生产效率的同时也降低了矿石的损失率，出矿时人员无需进入采场，提高了回采作业的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明实施例涉及的缓倾斜薄矿体梯段式回采废石跟随充填采矿法实施布置图；
图2是图1中沿II-II线的剖面图；
图3是图1中沿Ⅲ-Ⅲ线的剖面图；
图4是图1中沿IV-IV线的剖面图；
图中：1、充填回风井；2、切割上山；3、下阶段运输巷道；4、底柱；5、分层回采进路；6、保安矿柱；7、伪倾斜斜坡道；8、待回采矿体；9、上阶段运输巷道；10、扇形中深孔；11、崩落矿石；12、废石充填体；13、充填回风联络道；14、充填挡墙。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参见图1-图4，一种缓倾斜薄矿体梯段式回采废石跟随充填采矿法，利用若干沿矿体走向呈折线形布置的伪倾斜斜坡道7，将矿体分隔为若干相互交错且颠倒配置的三角形回采单元，每个三角形回采单元沿垂高方向划分多个分层采场，各个分层采场以位于每个三角形回采单元中部的切割上山2为自由面，向两侧呈梯段式后退回采，出矿过程中，遥控铲运机通过伪倾斜斜坡道7进入分层回采进路5中进行铲装出矿，回采过程中采用废石跟随充填控制暴露面积，新鲜风流自伪倾斜斜坡道7流入通过分层回采进路5流入分层采场，然后自充填回风天井流出分层采场。
本实施例中具有如下优点：1)采准工程都布置在脉内，伪倾斜布置斜坡道，并采用遥控铲运机出矿，不仅回采作业机械化程度高，也大幅提升了矿体回采的安全性；2)各个分层采场以位于每个三角形回采单元中部的切割上山2为自由面，向两侧呈梯段式后退回采，落矿和出矿效率高；3)回采过程中采用废石进行跟进充填，采场内不留矿柱，在提高生产效率的同时也降低了矿石的损失率。
参见图1-图4，在一些实施例中，回采过程中废石跟随充填的具体过程为：首先在切割上山2与下阶段运输巷道3之间构筑充填挡墙14，充填回风天井布置在三角形回采单元的中部，废石自充填回风井1向下充填，铲运机在充填回风井1处铲装废石直接卸至采空区内进行充填，充填推进方向与回采方向一致，充填高度为梯段式后退回采完毕后形成的分段高度空间，废石充填体12随后退式回采距离的增加而推进，实现矿石回采与充填同步。
本实施例中，充填回风天井布置在三角形回采单元的中部，铲运机可以在充填回风井1处铲装废石直接卸至采空区内进行充填，废石充填体12随后退式回采距离的增加而推进，实现矿石回采与充填同步，从而确保采场暴露面积在所要求的极限暴露面积以内，保证采场安全性。
具体的，回采时，以切割上山2为自由面，在分层回采进路5内采用凿岩台车钻凿扇形中深孔10，落矿时逐排起爆炮孔；新鲜风流自斜坡道流入通过分层回采进路5流入采场，然后自充填回风天井经充填回风联络道13排出采场；崩落矿石11通过遥控铲运机从斜坡道进入分层回采进路5铲装崩落矿石11进行出矿。
需要解释说明的是，在实际应用中，回采时多个分层采场同时回采，且相邻的两个分层采场中，位于下方的分层采场超前于上方的分层采场一个崩矿步距。其中，崩矿步距可以控制在3-4m，采用多分层同时回采，可以进一步提高矿体回采效率。
参见图1-图4，在另一些实施例中，为进一步保证开采的安全性，使得在遥控铲运机能够顺利的进出采场，在每条伪倾斜斜坡道7的两帮预留保安矿柱6，特别是，当每条伪倾斜斜坡道7的两端分别连通上阶段运输巷道9和下阶段运输巷道3时，待整个矿房回采完毕后，还可以自上阶段向下阶段分层后退式回收保安矿柱6，进一步降低矿石的损失率。其中，保安矿柱6的厚度可以控制在2-4m。
可以理解的是，伪倾斜斜坡道7的伪倾斜角度应根据矿体真实的倾角进行计算，可根据矿体倾角的变化进行灵活布置，矿房可根据岩层的稳定性灵活布置，分层采场高度一般控制在3-5m，通常情况下，分层采场高度一般为3m，当岩层的稳定性较好时，分层高度可调整为5m。
此外，为进一步保证开采的安全性，在每个三角形回采单元靠近下阶段运输巷道3处留有底柱4，底柱4的厚度一般控制在2-4m。
充填时，在切割上山2与下阶段运输巷道3之间构筑厚度2m的充填挡墙14，废石自充填回风井1向下跟进充填，铲运机在充填回风井1处铲装废石直接卸至采空区内进行充填，充填推进方向与回采方向一致，充填高度为多分层采场回采完毕后形成的分段高度空间；废石充填体12的面积随采场的回采距离增加而增加，确保采场暴露面积在控制范围以内；待整个矿房回采完毕后，在伪倾斜斜坡道7内采用凿岩台车钻凿扇形炮孔，落矿时自上阶段向下阶段分层后退式回收保安矿柱6。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
上述实施例仅仅是清楚地说明本发明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种缓倾斜薄矿体梯段式回采废石跟随充填采矿法，其特征在于,包括：
利用若干沿矿体走向呈折线形布置的伪倾斜斜坡道(7)，将矿体分隔为若干相互交错且颠倒配置的三角形回采单元；
每个三角形回采单元沿垂高方向划分多个分层采场，各个分层采场以位于每个三角形回采单元中部的切割上山(2)为自由面，向两侧呈梯段式后退回采，出矿过程中，遥控铲运机通过伪倾斜斜坡道(7)进入分层回采进路(5)中进行铲装出矿；
回采过程中采用废石跟随充填控制暴露面积，新鲜风流自伪倾斜斜坡道(7)流入通过分层回采进路(5)流入分层采场，然后自充填回风天井流出分层采场；
回采过程中废石跟随充填的具体过程为：首先在切割上山(2)与下阶段运输巷道(3)之间构筑充填挡墙(14)，废石自充填回风井(1)向下充填，铲运机在充填回风井(1)处铲装废石直接卸至采空区内进行充填，充填推进方向与回采方向一致，充填高度为梯段式后退回采完毕后形成的分段高度空间；废石充填体(12)随后退式回采距离的增加而推进，实现矿石回采与充填同步；
回采时多个分层采场同时回采，且相邻的两个分层采场中，位于下方的分层采场超前于上方的分层采场一个崩矿步距。
2.根据权利要求1所述的缓倾斜薄矿体梯段式回采废石跟随充填采矿法，其特征在于：崩矿步距控制在3-4m。
3.根据权利要求1所述的缓倾斜薄矿体梯段式回采废石跟随充填采矿法，其特征在于：每个分层采场高度控制在3-5m。
4.根据权利要求1所述的缓倾斜薄矿体梯段式回采废石跟随充填采矿法，其特征在于：在每条伪倾斜斜坡道(7)的两帮预留保安矿柱(6)。
5.根据权利要求4所述的缓倾斜薄矿体梯段式回采废石跟随充填采矿法，其特征在于：每条伪倾斜斜坡道(7)的两端分别连通上阶段运输巷道(9)和下阶段运输巷道(3)，待整个矿房回采完毕后自上阶段向下阶段分层后退式回收保安矿柱(6)。
6.根据权利要求5所述的缓倾斜薄矿体梯段式回采废石跟随充填采矿法，其特征在于：保安矿柱(6)的厚度控制在2-4m。
7.根据权利要求4所述的缓倾斜薄矿体梯段式回采废石跟随充填采矿法，其特征在于：每个三角形回采单元靠近下阶段运输巷道(3)处留有底柱(4)。
8.根据权利要求7所述的缓倾斜薄矿体梯段式回采废石跟随充填采矿法，其特征在于：底柱(4)的厚度为2-4m。
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