CN116255149A - 一种基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法，属于金属矿床地下采矿方法技术领域。采矿方法将回采单元划分三步骤进行开采，一、二步采用上向水平分层充填采矿法，三步采用上向水平进路充填采矿法。该采矿方法的采准工程分为外分段运输巷和内分段运输巷，先施工外分段运输巷作为连接各个盘区的通道，后施工内分段运输巷施工采场联络道回采各采场，以此减少外分段运输巷的岔道口，确保长期服务的外分段运输巷的稳定。在外分段运输巷和内分段运输巷之间设立人行通风井，污风通过人行通风井汇入回风巷，不流经外分段运输巷道，可大大改善进路的通风现状。本方法具有外分段巷开口少，安全性高及通风好的优点。

Description

一种基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法
技术领域
本发明涉及金属矿床地下采矿方法技术领域，尤其涉及一种基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法。
背景技术
金属矿床可供工业上提取金属矿产的矿床。而随着矿业工程的不断发展，浅部资源消耗殆尽，导致金属矿床的开采朝着深部开采进军。深部的岩石所受力学环境更为复杂，巷道在长期应力状态下更容易发生破坏。对于走向长度很大的矿体，分段运输巷需要较长的服务期限，因此更容易发生破坏。
为提高分段运输巷的稳定性，需要减少对分段运输巷的破坏，避免开凿过多的岔道口。通过布置内分段运输巷，施工采场联络道连接各步采场，使其承担各步采场的出矿运输工作，将多岔道口的风险转移到内分段运输巷，由于内分段运输巷只负责该采场的运输，服务期限更短，安全性更高。
分层充填采矿法的通风需要采取局部通风的方式，扇风机把新鲜风流经风筒压送到工作面，污浊空气沿巷道排出。目前的开采方式，由于在运输巷内设置的通风井位置不佳，或者位置不当，导致污浊空气无法有效的排出，影响采矿作业的人员安全。有的通风方式流经外分段运输巷，造成通风线路混乱，给工作面造成了安全隐患。
发明内容
本发明提供的基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法是为了解决服务巷道稳定性差以及分层开采通风困难的问题。
方法包括如下步骤：
施工外分段运输平巷和内分段运输平巷，并在两者之间施工人行通风井；
在预设位置施工溜矿井，通过溜井联络道使溜矿井与外分段运输平巷连接；
从内分段运输平巷掘进采场联络道；
人员与设备由分段巷与采场联络道进入矿体进行回采作业。
进一步需要说明的是，方法还包括：
一步采回采至五分层后施工长锚索维护顶板后充填接顶，然后施工三步采一分层并用长锚索维护顶板后接顶充填；
施工二步采到五分层接顶充填，最后施工三步采至五分层，每层接顶充填；
待全部转至二分巷回采时，三步采转换为一步采。
进一步需要说明的是，方法还包括：配置采场结构参数；采用盘区式多步骤上向水平分层联合宽进路充填采矿法，采场垂直矿体走向布置。
进一步需要说明的是，一、二、三步采采宽均为5m，空顶高度3.5～4.0m，一二步采充填高度3.0～3.5m、空顶0.5～1.0m，三步采接顶充填；充填完毕后换层，经采场联络巷进入采场，从下盘至上盘压采，压采完毕后充填，留0.5～1.0m控顶，下一分层重复上一分层步骤。
压顶矿高3.0～3.5m。充填高度3.0～3.5m。
进一步需要说明的是，方法的一步采包括：一分巷回采完第五层后施工长锚索接顶充填，作为二分巷回采三部采，长锚索长度15m；
一至四分层充填空顶0.5～1.0m，五分层接顶充填；
一至四分层先用1:20充填体充填2.5m，再用1:10充填体胶结充填0.5m，空顶0.5～1.0m；五分层先用1:20充填体充填3.0～3.5m，再用1:10充填体胶结充填0.5m。
方法的二步采包括：分巷回采完第五层后接顶充填，作为二分巷回采二步采；一至四分层充填空顶0.5～1.0m，五分层接顶充填；一至四分层先用1:20充填体充填2.5m，再用1:10充填体胶结充填0.5m，空顶0.5～1.0m；五分层先用1:20充填体充填3.0～3.5m，再用1:10充填体胶结充填0.5m。
方法的三步采包括：一分巷回采完第五层后转至二分巷回采，改为二分巷回采一步采；
一分层先以3.0～4.0m*3.5～4.0m规格施工到上盘，即靠近相邻一步采一侧留1.0～2.0m厚临时矿柱，然后施工长锚索，最后扩帮至设计规格并接顶充填。
进一步需要说明的是，先用1:20充填体充填3.0～3.5m，再用1:10充填体胶结充填0.5m。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明提供的基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法分为外分段运输巷和内分段运输巷，先施工外分段运输巷作为连接各个盘区的通道，后施工内分段运输巷施工采场联络道回采各采场，以此减少外分段运输巷的岔道口，确保长期服务的外分段运输巷的稳定。
在外分段运输巷和内分段运输巷之间设立人行通风井，污风通过人行通风井汇入回风巷，不流经外分段运输巷道，可大大改善进路的通风现状。
本发明还兼备第二个安全出口的作用，以应对突发安全事故。此方法具有外分段巷开口少，安全性高及通风好的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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为基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法正视图；
图2为基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法侧视图；
图3为基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法俯视图。
附图标记说明：
1-外分段运输平巷，2-溜矿井，3-内分段运输平巷，4-溜井联络道，5-分段联络道，6-长锚索，7-1:20充填体，8-1:10充填体，9-锚杆，10-顶柱，11-采场联络道，12-人行通风井。
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做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。
请参阅图1至3所示，本发明提供的基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法包括如下方式：
配置采场结构参数；采用盘区式多步骤上向水平分层联合宽进路充填采矿法，采场垂直矿体走向布置。一、二、三步采采宽均为5m，空顶高度3.5～4.0m，一二步采充填高度3.0～3.5m、空顶0.5～1.0m，三步采接顶充填。一、二步为分层回采，三步为进路回采，采用隔二采一的顺序进行回采。充填完毕后换层，经采场联络巷进入采场，从下盘至上盘压采，压顶矿高3.0～3.5m，压采完毕后充填，充填高度3.0～3.5m，留0.5～1.0m控顶，下一分层重复上一分层步骤。
本发明还涉及采切工程；具体来讲，采用脉外采准系统，首先施工外分段运输平巷和内分段运输平巷，并在两者之间施工人行通风井。在合适位置施工溜矿井，通过溜井联络道使之与外分段运输平巷连接。从内分段运输平巷掘进采场联络道，人员与设备由分段巷与采场联巷进入矿体进行回采作业。
本发明还涉及回采顺序，具体步骤如下方式：一步采回采至五分层后施工长锚索维护顶板后充填接顶，然后施工三步采一分层并用长锚索维护顶板后接顶充填，然后施工二步采到五分层接顶充填，最后施工三步采至五分层，每层接顶充填。待全部转至二分巷回采时，三步采转换为一步采。
1)一步采：1#、4#、7#、10#、13#、16#。一分巷回采完第五层后施工长锚索接顶充填，作为二分巷回采三部采，长锚索长度15m。一至四分层充填空顶0.5～1.0m，五分层接顶充填。一至四分层先用1:20充填体充填2.5m，再用1:10充填体胶结充填0.5m，空顶0.5～1.0m。五分层先用1:20充填体充填3.0～3.5m，再用1:10充填体胶结充填0.5m。
2)二步采：2#、5#、8#、11#、14#，一分巷回采完第五层后接顶充填，作为二分巷回采二步采。一至四分层充填空顶0.5～1.0m，五分层接顶充填。一至四分层先用1:20充填体充填2.5m，再用1:10充填体胶结充填0.5m，空顶0.5～1.0m。五分层先用1:20充填体充填3.0～3.5m，再用1:10充填体胶结充填0.5m。
3)三步采：3#、6#、9#、12#、15#，一分巷回采完第五层后转至二分巷回采，改为二分巷回采一步采。一分层先以3.0～4.0m*3.5～4.0m规格施工到上盘，即靠近相邻一步采一侧留1.0～2.0m厚临时矿柱，然后施工长锚索，最后扩帮至设计规格并接顶充填。先用1:20充填体充填3.0～3.5m，再用1:10充填体胶结充填0.5m。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
进一步的，作为上述实施例具体实施方式的细化和扩展，为了完整说明本实施例中的具体实施过程，提供了另一种基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法，方法如下步骤：
采用脉外采准系统，首先施工外分段运输平巷1和内分段运输平巷3，并在两者之间施工人行通风井12。外分段运输平巷1和内分段运输平巷3之间还具有分段联络道5。在合适位置施工溜矿井2，通过溜井联络道4使之与外分段运输平巷1连接。从内分段运输平巷2掘进采场联络道11，人员与设备由分段巷与采场联络道11进入矿体进行回采作业。
一步采回采至五分层后施工长锚索6维护顶板后充填接顶，长锚索6还配置有锚杆9。在长锚索6一侧具有顶柱10。然后施工三步采一分层并用长锚索6维护顶板后接顶充填，然后施工二步采到五分层接顶充填，最后施工三步采至五分层，每层接顶充填。待全部转至二分巷回采时，三步采转换为一步采。
1)一步采：1#、4#、7#、10#、13#、16#。一分巷回采完第五层后施工长锚索接顶充填，作为二分巷回采三部采，长锚索长度15m。一至四分层充填空顶0.5～1.0m，五分层接顶充填。一至四分层先用1:20充填体充填2.5m，再用1:10充填体8胶结充填0.5m，空顶0.5～1.0m。五分层先用1:20充填体7充填3.0～3.5m，再用1:10充填体8胶结充填0.5m。
2)二步采：2#、5#、8#、11#、14#，一分巷回采完第五层后接顶充填，作为二分巷回采二步采。一至四分层充填空顶0.5～1.0m，五分层接顶充填。一至四分层先用1:20充填体充填2.5m，再用1:10充填体胶结充填0.5m，空顶0.5～1.0m。五分层先用1:20充填体充填3.0～3.5m，再用1:10充填体胶结充填0.5m。
3)三步采：3#、6#、9#、12#、15#，一分巷回采完第五层后转至二分巷回采，改为二分巷回采一步采。一分层先以3.0～4.0m*3.5～4.0m规格施工到上盘，即靠近相邻一步采一侧留1.0～2.0m厚临时矿柱，然后施工长锚索，最后扩帮至设计规格并接顶充填。先用1:20充填体充填3.0～3.5m，再用1:10充填体胶结充填0.5m。
基于上述基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法，使得采准工程分为外分段运输巷和内分段运输巷，先施工外分段运输巷作为连接各个盘区的通道，后施工内分段运输巷施工采场联络道回采各采场，以此减少外分段运输巷的岔道口，确保长期服务的外分段运输巷的稳定。在外分段运输巷和内分段运输巷之间设立人行通风井，污风通过人行通风井汇入回风巷，不流经外分段运输巷道，可大大改善进路的通风现状。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法，其特征在于，方法包括：
施工外分段运输平巷(1)和内分段运输平巷(3)，并在两者之间施工人行通风井(12)；
在预设位置施工溜矿井(2)，通过溜井联络道(4)使溜矿井(2)与外分段运输平巷(1)连接；
从内分段运输平巷(3)掘进采场联络道(11)；
人员与设备由分段巷与采场联络道(11)进入矿体进行回采作业。
2.根据权利要求1所述的基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法，其特征在于，方法还包括：
一步采回采至五分层后施工长锚索(6)维护顶板后充填接顶，然后施工三步采一分层并用长锚索(6)维护顶板后接顶充填；
施工二步采到五分层接顶充填，最后施工三步采至五分层，每层接顶充填；
待全部转至二分巷回采时，三步采转换为一步采。
3.根据权利要求2所述的基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法，其特征在于，方法还包括：配置采场结构参数；采用盘区式多步骤上向水平分层联合宽进路充填采矿法，采场垂直矿体走向布置。
4.根据权利要求3所述的基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法，其特征在于，一、二、三步采采宽均为5m，空顶高度3.5～4.0m，一二步采充填高度3.0～3.5m、空顶0.5～1.0m，三步采接顶充填；充填完毕后换层，经采场联络巷进入采场，从下盘至上盘压采，压采完毕后充填，留0.5～1.0m控顶，下一分层重复上一分层步骤。
5.根据权利要求2所述的基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法，其特征在于，方法的一步采包括：一分巷回采完第五层后施工长锚索接顶充填，作为二分巷回采三部采，长锚索长度15m；
一至四分层充填空顶0.5～1.0m，五分层接顶充填；
一至四分层先用1:20充填体充填2.5m，再用1:10充填体胶结充填0.5m，空顶0.5～1.0m；五分层先用1:20充填体充填3.0～3.5m，再用1:10充填体胶结充填0.5m。
6.根据权利要求5所述的基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法，其特征在于，方法的二步采包括：分巷回采完第五层后接顶充填，作为二分巷回采二步采；一至四分层充填空顶0.5～1.0m，五分层接顶充填；一至四分层先用1:20充填体充填2.5m，再用1:10充填体胶结充填0.5m，空顶0.5～1.0m；五分层先用1:20充填体充填3.0～3.5m，再用1:10充填体胶结充填0.5m。
7.根据权利要求5所述的基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法，其特征在于，方法的三步采包括：一分巷回采完第五层后转至二分巷回采，改为二分巷回采一步采；
一分层先以3.0～4.0m*3.5～4.0m规格施工到上盘，即靠近相邻一步采一侧留1.0～2.0m厚临时矿柱，然后施工长锚索，最后扩帮至设计规格并接顶充填。
8.根据权利要求7所述的基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法，其特征在于，先用1:20充填体充填3.0～3.5m，再用1:10充填体胶结充填0.5m。
9.根据权利要求4所述的基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法，其特征在于，压顶矿高3.0～3.5m。
10.根据权利要求4所述的基于双运输巷联合采准的上向水平充填采矿法，其特征在于，充填高度3.0～3.5m。
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