WO2011079538A1 - 一种分段充填采矿方法 - Google Patents

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WO2011079538A1
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苗刚
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河北邯邢矿冶设计院有限公司
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C41/00—Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
    • E21C41/16—Methods of underground mining; Layouts therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings

Definitions

  • the present invention relates to the design of underground mining schemes, and more particularly to a segmented filling mining method.
  • the bottomless sublevel caving method is currently the most widely used mining method in underground mines. Compared with other mining methods, the method has the advantages of simple structure, high flexibility, no need to retain the pillar, small mining workload, simple mining process, easy to use efficient self-drilling, shipping equipment, rock drilling, collapse and The mining and other work are carried out in the mining roadway, with good safety conditions, high labor productivity and large capacity.
  • the sublevel caving method without bottom pillar also has the disadvantages of covering the rock under the mine, the loss rate, the depletion rate is high, the mining management is strict, the operation in the single head roadway, and the ventilation conditions are poor.
  • the most basic application of this method is that the surface allows for collapse. When the local watch is not allowed to collapse, the sub-column sublevel caving method cannot be used, and its outstanding advantages cannot be exerted.
  • the empty field method can prevent the surface from falling under certain conditions. However, it is necessary to leave a considerable pillar in the ground and become a permanent loss. If the goaf has a comprehensive utilization value, this permanent loss may be worth considering. Otherwise, the goaf should be filled to eliminate potential safety hazards. And when filling the gob, the pillar should be recycled.
  • cement filling not only requires considerable capital investment, but also requires a long time investment. Because the cemented backfill takes time to maintain. The filling of the filling body is difficult to achieve, in particular the shrinkage and settling of the cemented backfill during the curing process. After the cemented backfill is sunk, the topping must be impossible. It can be seen that the cementing filling cost is high and the effect is not satisfactory.
  • Dry filling is an original filling method. It is considered that this filling method has high labor intensity, low filling efficiency and poor quality. Therefore, dry filling is being abandoned. In underground mines that need to be filled, dry filling is generally not considered, and hydraulic filling or cementing filling is more enthusiastic. However, compared with hydraulic filling and cementing filling, the dry filling facility is simple and low-cost. After the filling work is completed, the mining work can be carried out immediately, without waiting for the dewatering or cementing filling of the hydraulic filling.
  • the object of the present invention is to provide an ore body which is required to be filled, ore and surrounding rock to be stable, inclined to steeply inclined, medium or thick, or gently inclined and extremely thick.
  • the safety, high efficiency and large capacity of the column sublevel caving method can effectively avoid the disadvantages of surface subsidence, high loss rate, high depletion rate and poor ventilation conditions of the sub-column sublevel caving method, and also have dry type.
  • the method of filling method is simple and low-cost, non-bottom column filling mining method.
  • a segmented filling mining method includes the following steps:
  • the method of dividing the ore body by the sub-column sublevel caving method is adopted, and the sub-level collapse is adopted.
  • the same segment height is used to arrange horizontal roadway along the ore body or vertical ore body direction; adjacent segment roadways are staggered; each roadway is responsible for the quasi-mine body; each quasi-column shape
  • the ore body involves two sections, three levels and four roads; the roadway under the quill-shaped ore body to be mined is the recovery road, the level is the recovery level; the top roadway is the filling way, the level is Filling level; the middle two roadways are refilling roads, the level is refilling level; since the natural repose angle of caving ore and dry filling materials is generally within 45 degrees, the spacing of the approach should be no less than the height of the section. 2 times; that is: the width-to-height ratio of each quill-shaped ore body to be mined is ⁇ 1;
  • the mining process includes mining, cutting, mining, filling and compaction.
  • the mining and cutting process is the same as the bottomless sublevel caving process.
  • the mining is carried out in the recovery tunnel.
  • the filling is performed in the filling approach, and the filling is to compact the filling body in the filling and refilling paths; the process of recovery, filling and compaction is as follows:
  • the tamping equipment is used for tamping the already-filled filling body, forcing the filling body to be more fully connected and due to shrinkage and compaction.
  • the resulting settlement of the filling inlet floor is filled;
  • the recovery tunnel described in the step B of the present invention performs the filling and compacting operation for the filling and compacting operation
  • the filling body of the lower part is shrunk from the beginning and the filling material is lost due to the mining.
  • the empty area is dry refilled and compacted using tamping equipment.
  • the tamping device of the present invention is a vibratory roller or a dedicated downhole compacting device.
  • the invention combines the advantages of the bottomless sublevel caving method, the empty field method and the dry filling method, it constitutes a brand new subsegment-free segmental dry filling mining method.
  • the method is characterized by the outflow of the ore under the covered rock and the mining from the top to the bottom.
  • the structure is the same as the mining equipment, so it has the advantages of safety, high efficiency, large capacity and low cost.
  • the present invention fills the goaf with the progress of the mining work. The surrounding rock does not fall, and the surface does not collapse.
  • the invention is also compatible with the advantages of small loss, small depletion, good ventilation conditions and low filling cost in the open field method and the dry filling method.
  • the ore body division and the route arrangement constitute a diamond-shaped structure, and the dry filling material can be naturally topped by its own weight and the rolling of the transport vehicle. Moreover, the filling body is tamped to force the filling body to be more fully connected, and a certain supporting force to the top plate is generated, and the top plate is actively supported before the top plate is pressed to more effectively prevent the surface from falling.
  • the present invention mines in the "visible" empty field state, and the loss and depletion indexes are naturally lower than those under the "hidden” cover rock.
  • the bottom column is subdivided. There are no ridge losses and positive losses that are characteristic of the bottomless sublevel caving method. If loose blasting technology is adopted, it can also avoid a large amount of "off" ore falling into the dry filling pile, and the contact area of the ore is smaller, so that the loss and depletion of the ore can be further reduced.
  • the invention conforms to the natural repose angle characteristics of the ore, and the approach spacing is more than twice the segment height.
  • the sublevel caving method without bottom pillars must follow the theory of ore spheroids under the cover rock, and the approach spacing and segment height are approximately equal or the approach spacing is slightly less than the segment height. It can be seen that the amount of engineering work of the present invention is only equivalent to half of the sublevel caving method without the bottom pillar.
  • the fresh air of the present invention is respectively entered by the mining road connecting lane and the filling road connecting lane. Flushing the sewage from the mining face, rising to the filling level through the empty field, together with the dirty wind filling the working face, and discharging from the filling level of the filling level.
  • the fresh air is entered by the filling access roadway, and the dirty air that is flushed and refilled is discharged from the refilling level access roadway.
  • the present invention is through the airflow ventilation, and the bottomless tunneling method without the subcolumn sublevel caving method is the ventilation of the single lane. Obviously, the present invention has a better ventilation effect and a low cost.
  • the dry filling facility is simple and low in cost, and the mining work can be carried out immediately after the filling work is completed, without waiting for dehydration or cementing filling of hydraulic filling.
  • Figure 1 is a front elevational view of the A-A section of the bottomless column section dry filling mining method for the vertical ore body arrangement of the mining approach of the present invention.
  • Fig. 2 is a left side view of B-B of Fig. 1.
  • Figure 3 is a front elevational view of the A-A section of the bottomless column section dry filling mining method in which the mining approach of the present invention is arranged along the direction of the ore body.
  • Fig. 4 is a left side view of B-B of Fig. 3.
  • Fig. 5 is a schematic view showing the filling material of the bottomless column dry filling mining method of the present invention.
  • a segmented filling mining method includes the following steps:
  • the method of dividing the ore body by the sub-column sublevel caving method is adopted, and the sub-level collapse is adopted.
  • the same segment height is used to arrange horizontal roadway along the ore body or vertical ore body direction; adjacent segment roadways are staggered; each roadway is responsible for the quasi-mine body 4 is a rhomboid; each quasi-collecting column
  • the ore body involves two sections, three levels and four roads; the roadway under the quill-shaped ore body to be mined is the recovery roadway 3, the level is the recovery level; the top roadway is the filling channel 11, The level is the filling level; the middle of the two roadways is the refilling route 9, the level is the refilling level; since the natural repose angle of the caving ore 6 and the dry filling material 10 is generally within 45 degrees, the approach spacing Should not be less than 2 times the height of the segment; that is, the width-to-height ratio of each
  • the mining process includes mining, cutting, mining, filling and compaction.
  • the mining and cutting process is the same as the bottomless sublevel caving process.
  • the mining is carried out in the recovery tunnel 3,
  • the filling is performed in the filling inlet 11 for the forward filling, and the tamping is to compact the filling body in the filling inlet 11 and the refilling inlet 9;
  • the recovery, filling and compaction processes are as follows:
  • the tamping device 14 is tamped to the already filled filling body, forcing the filling body to be more fully connected, and due to the sinking Filling the floor of the filling channel 11 caused by compaction;
  • the filling body 9 is shrunk from the beginning to the end, and the filling material due to the mining is completed.
  • the empty area resulting from the loss is dry refilled and compacted using a tamping device 14.
  • the tamping device 14 of the present invention is a vibratory roller or a dedicated downhole compacting device.
  • the fresh air of the refilling work is entered by the lower tray filling the road connecting lane 12, and the dirty air that is flushed and refilled is discharged from the upper loading circuit of the refilling level.
  • the access roadway is arranged in the middle column
  • the outer disk is arranged outside the pulse communication lane
  • the mining road is connected to the roadway 2 and the filling is entered.
  • the road connecting lanes 12 are arranged at intervals.
  • the mining work is carried out by the end of the filling road connecting lane 12 and the end of the mining road connecting lane 2 back.
  • the filling work is carried out by the end of the filling road connecting lane 12 to the end of the mining road connecting lane 2 . If the column is to be recycled, the cement column should be filled near the column. If the column is not recycled, dry filling can be used.
  • the refilling inlet 9 is passed through as the cutting lane 8 to open the cutting groove.
  • the ventilation form is similar to that of the above-mentioned mining approach 3 vertical ore body arrangement, and the fresh air is respectively entered by the mining road contact lane 2 of the mining level and the filling road contact lane 12 of the filling level. Flushing the sewage from the mining face, rising to the filling level through the empty field, together with the dirty wind filling the working face, is discharged from the filling level of the filling level. Ventilation of the refilling work, the fresh air is entered by the refilling level filling road contact lane 12, and the sewage of the flushing and refilling working surface is discharged by the refilling level contact road 2 of the refilling level.
  • the present invention utilizes the natural repose angle characteristics of the caving ore 6 and the dry filling material 10, and the ore body division and the route arrangement constitute a rhombic structure, and the dry filling material 10 can be relied on its own weight and the grinding of the transportation vehicle.
  • the present invention also takes the following two measures:
  • the tamping device 14 is used for tamping the already-filled filling body, forcing the filling body to be more fully connected, and the settlement of the bottom plate of the filling inlet 11 due to shrinkage and compaction is performed.
  • the empty space formed by the filling of the lower portion of the filling body and the loss of the filling material due to the recovery is dry refilled and compacted by the tamping device 14.
  • the above two measures can force the filling body to more fully erect and generate a certain supporting force to the top plate, and actively support the top plate before the top plate is pressed to more effectively prevent the surface from falling.
  • the dedicated downhole compacting device 14 of the present invention can be much smaller in mass than a typical vibratory roller.
  • the working principle is to use the roof of the roadway to apply pressure to the filling material, and to tamping the filling material by vibration.

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Description

一种分段充填采矿方法 技术领域
本发明涉及地下采矿方案的设计，特别是一种分段充填采矿方法。
背景技术
无底柱分段崩落法是目前地下矿山应用最为广泛的一种采矿方法。该方法与其它采矿方法相比，具有结构简单，灵活性大，不需留矿柱，采准工作量小，回采工艺简单，便于使用高效的自行凿岩、装运设备，凿岩、崩矿和出矿等工作均在回采巷道中进行，安全条件好，劳动生产率高，能力大等突出优点。但是，无底柱分段崩落法同时也存在着覆盖岩下放矿，损失率、贫化率较高，放矿管理严格，在独头巷道内作业，通风条件差等严重缺点。而且，该方法最基本的适用条件是地表允许崩落。当地表不允许崩落时，无底柱分段崩落法就不可使用，其突出的优点也就无从发挥。
空场法，在特定条件下，可以阻止地表陷落。但是，需要在地下留下相当的矿柱，成为永久损失。如果采空区具有综合利用价值，这个永久损失或许还值得考虑。否则，应对采空区进行充填，以消除安全隐患。并且在充填采空区时，应对矿柱进行回收。
为了回收矿柱，必须对矿房进行胶结充填。胶结充填体必须具有足够的强度。否则，回收矿柱工作的安全就得不到保证。胶结充填不仅需要相当的资金投入，而且需要较长的时间投入。因为胶结充填体需要时间养护。充填体的接顶是很难实现的，特别是胶结充填体在固化过程中，将发生收缩和沉降。胶结充填体沉缩后，接顶必定是不可能的。可见，胶结充填成本高，效果却并不理想。
干式充填是一种原始的充填方式，人们认为这种充填方式劳动强度大、充填效率低、质量差。因而，干式充填法正在被人们遗弃。在需要充填的地下矿山，一般不考虑干式充填，而更热衷于水力充填或胶结充填。然而，与水力充填及胶结充填相比，干式充填设施简单，成本低廉，充填工作完成后，可立即进行采矿工作，不需要等待水力充填的脱水或胶结充填的养护。
 技术问题
为解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的是针对需要充填的、矿石及围岩中等以上稳固的、倾斜至急倾斜中厚以上或缓倾斜极厚矿体，提出一种既具有无底柱分段崩落法的安全、高效、能力大的优点，又可以有效避免无底柱分段崩落法的地表陷落、损失率高、贫化率高、通风条件差的缺点，同时还具有干式充填法的工艺简单、成本低廉的无底柱分段充填采矿方法。
技术解决方案
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种分段充填采矿方法包括以下步骤：
A.矿体划分及进路布置
根据目前中深孔凿岩设备所能适应的高度以及矿岩所允许的暴露面积、暴露空间和暴露时间，参照无底柱分段崩落法划分矿体的方式，采用与无底柱分段崩落法相同的分段高度，沿矿体走向或垂直矿体走向布置水平巷道；相邻分段巷道交错布置；每条巷道所担负的拟采矿体为菱柱体；每个拟采的菱柱形矿体涉及两个分段、三个水平、四条进路；拟采的菱柱形矿体底下的巷道为回采进路，所在水平为回采水平；顶上的巷道为充填进路，所在水平为充填水平；中间的两条巷道为再充填进路，所在水平为再充填水平；由于崩落矿石及干式充填材料自然安息角一般都在45度以内，因而，进路间距应不小于分段高度的2倍；即：每个拟采的菱柱形矿体宽高比≥1；
B.实施分段采矿
采矿工艺流程包括采准、切割、回采、充填和夯实，所述的采准和切割流程与无底柱分段崩落法流程相同，所述的回采是在回采进路中进行后退式回采，所述的充填是在充填进路中进行前进式充填，所述的夯实是在充填进路及再充填进路中对充填体进行夯实；所述的回采、充填和夯实流程如下：
B1.回采：通过回采进路完成一个崩矿步距矿体的中深孔凿岩、装药、爆破和出矿；
B2.充填：每个崩矿步距的矿石被崩落时，充填进路的底板将被崩掉一个崩矿步距，为充填进路与采空区之间的联系打开通道；在回采进路完成一个崩矿步距的出矿作业后，将进行下一循环的中深孔凿岩、装药作业；这时，在充填进路进行干式充填作业；充填过程中，借助充填材料的自重和运输充填材料车辆的碾压作用，使充填体自然接顶；随着充填工作的进行，使被崩掉的充填进路底板被充填材料逐步恢复；
B3.在回采进路中进行出矿作业的同时，在充填进路中，对已经接顶的充填体采用夯实设备进行夯实，迫使充填体更充分的接顶，并对由于沉缩、夯实而造成的充填进路底板的沉降进行填补；
B4.完成一个崩矿步距的充填工作后，在回采进路中崩落下一个崩矿步距的矿石，然后，对崩落矿石进行出矿；同时，在充填进路进行夯实；依次循环，直至回采进路逐渐被充填材料填埋而消失，本分段回采及充填结束；
C.将回采、充填和再充填向上移动一个分段水平；将再充填进路变成回采进路；将充填进路变成再充填进路；原充填进路上面新完成的采准巷道作为充填进路；
D.然后重复实施步骤B和C，以此类推，直到将矿体自下而上全部采出并充填采空区。
本发明步骤B所述的回采进路进行回采及充填进路进行充填和夯实作业时，在再充填进路中，自始至终对其下部的充填体沉缩以及由于回采所造成的充填材料流失而产生的空区进行干式再充填并采用夯实设备对其进行夯实作业。
本发明所述的夯实设备为振动压路机或专用的井下夯实设备。
 有益效果
与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：
1.由于本发明是组合了无底柱分段崩落法、空场法和干式充填法的优点，因而构成了一种全新的无底柱分段干式充填采矿方法。本方法与无底柱分段崩落法相比，变覆盖岩下出矿为空场状态下出矿，变自上而下回采为自下而上回采。与无底柱分段崩落法相比，因结构形式和采运设备相同，故同样具有安全、高效、能力大、成本低的优点；而且本发明随着回采工作的进行，对采空区进行充填，围岩不崩落，地表也不崩落。本发明还兼容了空场法和干式充填法损失小、贫化小、通风条件好、充填成本低等优点。
2.由于本发明利用崩落矿石和干式充填材料的自然安息角特性，矿体划分和进路布置构成了菱形结构，干式充填材料可以靠其自重以及运输车辆的碾压而自然接顶，并且，对充填体进行夯实处理，迫使充填体更充分地接顶，并产生对顶板一定的支撑力，在顶板来压之前，主动支撑顶板，更有效地阻止地表陷落。
3.与无底柱分段崩落法相比，本发明是在“可视”的空场状态下出矿，其损失、贫化指标自然是要低于“隐蔽”的覆盖岩层下出矿的无底柱分段崩落法。不存在无底柱分段崩落法所特有的脊部损失和正面损失。如果采用松动爆破技术还可避免崩落矿石大量“射”入干式充填堆，矿岩接触面积更小，从而矿石的损失、贫化还可进一步降低。
4.与无底柱分段崩落法相比，本发明为遵从矿岩自然安息角特性，其进路间距为分段高度的2倍以上。而无底柱分段崩落法须遵从覆盖岩层下放矿椭球体理论，进路间距和分段高度大致相等或进路间距略小于分段高度。可见，本发明采准工程量只相当于无底柱分段崩落法的一半。
5.本发明的新风分别由出矿进路联络巷和充填进路联络巷进入。冲洗出矿工作面的污风，经空场上升到充填水平，连同冲洗充填工作面的污风，由充填水平的出矿进路联络巷排出。在再充填进路，新风由充填进路联络巷进入，冲洗再充填工作面的污风，由再充填水平的进路联络巷排出。与无底柱分段崩落法相比，本发明是贯通风流通风，而无底柱分段崩落法的回采进路通风是独头巷道通风。显然，本发明通风效果更好，且费用低。
6.由于本发明采用了干式充填，与水力充填及胶结充填相比，干式充填设施简单、成本低廉，充填工作完成后，可立即进行采矿工作，不需要等待水力充填的脱水或胶结充填的养护。
7.由于本发明的分段充填空场暴露面积和暴露空间小，暴露时间短，因而，比阶段充填更安全。同时，由于本发明特有的灵活性，有利于剔除夹石，很容易实现不同矿物、不同品位矿石的分采。
 附图说明
图1是本发明回采进路垂直矿体走向布置的无底柱分段干式充填采矿方法A-A剖面主视图。
图2是图1的B-B左视图。
图3是本发明回采进路沿矿体走向布置的无底柱分段干式充填采矿方法A-A剖面主视图。
图4是图3的B-B左视图。
图5是本发明无底柱分段干式充填采矿方法的充填材料接顶示意图。
图中：1—回采间柱，2—回采进路联络巷，3—回采进路，4—拟采矿体，5—中深孔，6—崩落矿石，7—充填间柱，8—切割平巷，9—再充填进路，10—干式充填材料，11—充填进路，12—充填进路联络巷，13—采准巷道，14—夯实设备。
 本发明的最佳实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明。如图1～5所示，一种分段充填采矿方法包括以下步骤：
A.矿体划分及进路布置
根据目前中深孔凿岩设备所能适应的高度以及矿岩所允许的暴露面积、暴露空间和暴露时间，参照无底柱分段崩落法划分矿体的方式，采用与无底柱分段崩落法相同的分段高度，沿矿体走向或垂直矿体走向布置水平巷道；相邻分段巷道交错布置；每条巷道所担负的拟采矿体4为菱柱体；每个拟采的菱柱形矿体涉及两个分段、三个水平、四条进路；拟采的菱柱形矿体底下的巷道为回采进路3，所在水平为回采水平；顶上的巷道为充填进路11，所在水平为充填水平；中间的两条巷道为再充填进路9，所在水平为再充填水平；由于崩落矿石6及干式充填材料10自然安息角一般都在45度以内，因而，进路间距应不小于分段高度的2倍；即：每个拟采的菱柱形矿体宽高比≥1；
B.实施分段采矿
采矿工艺流程包括采准、切割、回采、充填和夯实，所述的采准和切割流程与无底柱分段崩落法流程相同，所述的回采是在回采进路3中进行后退式回采，所述的充填是在充填进路11中进行前进式充填，所述的夯实是在充填进路11及再充填进路9中对充填体进行夯实；所述的回采、充填和夯实流程如下：
B1.回采：通过回采进路3完成一个崩矿步距矿体的中深孔5凿岩、装药、爆破和对崩落矿石6进行出矿；
B2.充填：每个崩矿步距的矿石被崩落时，充填进路11的底板将被崩掉一个崩矿步距，为充填进路11与采空区之间的联系打开通道；在回采进路3完成一个崩矿步距的出矿作业后，将进行下一循环的中深孔5凿岩、装药作业；这时，在充填进路11进行干式充填作业；充填过程中，借助充填材料的自重和运输充填材料车辆的碾压作用，使充填体自然接顶；随着充填工作的进行，使被崩掉的充填进路11底板被充填材料逐步恢复；
B3.在回采进路3中进行出矿作业的同时，在充填进路11中，对已经接顶的充填体采用夯实设备14进行夯实，迫使充填体更充分的接顶，并对由于沉缩、夯实而造成的充填进路11底板的沉降进行填补；
B4.完成一个崩矿步距的充填工作后，在回采进路3中崩落下一个崩矿步距的矿石，然后，对崩落矿石6进行出矿；同时，在充填进路11进行夯实；依次循环，直至回采进路3逐渐被充填材料填埋而消失，本分段回采及充填结束；
C.将回采、充填和再充填向上移动一个分段水平；将再充填进路9变成回采进路3；将充填进路11变成再充填进路9；原充填进路11上面新完成的采准巷道13作为充填进路11；
D.然后重复实施步骤B和C，以此类推，直到将矿体自下而上全部采出并充填采空区。
本发明步骤B所述的回采进路3进行回采及充填进路11进行充填和夯实作业时，在再充填进路9中，自始至终对其下部的充填体沉缩以及由于回采所造成的充填材料流失而产生的空区进行干式再充填并采用夯实设备14对其进行夯实作业。
本发明所述的夯实设备14为振动压路机或专用的井下夯实设备。
下面对本发明的工作过程及有益效果进行进一步说明。
如图1和图2所示，当回采进路3垂直矿体走向布置时，不需留矿柱。上、下盘脉外分别布置回采进路联络巷2和充填进路联络巷12，出矿工作由下盘向上盘后退，充填工作由下盘向上盘推进，上、下盘之间通过再充填进路9及采准巷道13联系。在矿体下盘贯通再充填进路9作为切割平巷8，进而拉开切割槽。新风分别由上盘回采进路联络巷2和下盘充填进路联络巷12进入。冲洗出矿工作面的污风，经空场上升到充填水平，连同冲洗充填工作面的污风，由充填分段的上盘回采进路联络巷2排出。再充填工作的新风由下盘充填进路联络巷12进入，冲洗再充填工作面的污风，由再充填水平的上盘回采进路联络巷2排出。
如图3和图4所示，当回采进路3沿矿体走向布置时，进路联络巷布置在间柱中，下盘脉外布置沿脉联络巷，回采进路联络巷2和充填进路联络巷12间隔布置。出矿工作由充填进路联络巷12一端向回采进路联络巷2一端后退。充填工作由充填进路联络巷12一端向回采进路联络巷2一端推进。如果回收间柱，间柱附近须采用胶结充填。如果不回收间柱，可全部采用干式充填。在充填进路联络巷12所在间柱与拟采矿体4交界处，贯通再充填进路9作为切割平巷8，进而拉开切割槽。与上述回采进路3垂直矿体走向布置时的通风形式相仿，新风分别由出矿水平的回采进路联络巷2和充填水平的充填进路联络巷12进入。冲洗出矿工作面的污风，经空场上升到充填水平，连同冲洗充填工作面的污风，由充填水平的回采进路联络巷2排出。再充填工作的通风，新风由再充填水平的充填进路联络巷12进入，冲洗再充填工作面的污风，由再充填水平的回采进路联络巷2排出。
如图5所示，本发明利用崩落矿石6和干式充填材料10的自然安息角特性，矿体划分和进路布置构成了菱形结构，干式充填材料10可以靠其自重以及运输车辆的碾压而自然接顶，此外，本发明还采取了以下两项措施：
1.在充填进路11中，对已经接顶的充填体采用夯实设备14进行夯实，迫使充填体更充分的接顶，并对由于沉缩、夯实而造成的充填进路11底板的沉降进行填补；
2.在再充填进路9中，自始至终对其下部的充填体沉缩以及由于回采所造成的充填材料流失而产生的空区进行干式再充填并采用夯实设备14对其进行夯实作业。
以上两项措施可以迫使充填体更充分地接顶，并产生对顶板一定的支撑力，在顶板来压之前，主动支撑顶板，更有效地阻止地表陷落。
本发明所述的专用的井下夯实设备14自身质量可以远小于一般的振动压路机。工作原理是利用巷道顶板对充填材料施压，并以振动方式对充填材料进行夯实。

Claims (3)

  1. 一种分段充填采矿方法，其特征在于：包括以下步骤：
    A.矿体划分及进路布置
    根据目前中深孔凿岩设备所能适应的高度以及矿岩所允许的暴露面积、暴露空间和暴露时间，参照无底柱分段崩落法划分矿体的方式，采用与无底柱分段崩落法相同的分段高度，沿矿体走向或垂直矿体走向布置水平巷道；相邻分段巷道交错布置；每条巷道所担负的拟采矿体（4）为菱柱体；每个拟采的菱柱形矿体涉及两个分段、三个水平、四条进路；拟采的菱柱形矿体底下的巷道为回采进路（3），所在水平为回采水平；顶上的巷道为充填进路（11），所在水平为充填水平；中间的两条巷道为再充填进路（9），所在水平为再充填水平；由于崩落矿石（6）及干式充填材料（10）自然安息角一般都在45度以内，因而，进路间距应不小于分段高度的2倍；即：每个拟采的菱柱形矿体宽高比≥1；
    B.实施分段采矿
    采矿工艺流程包括采准、切割、回采、充填和夯实，所述的采准和切割流程与无底柱分段崩落法流程相同，所述的回采是在回采进路（3）中进行后退式回采，所述的充填是在充填进路（11）中进行前进式充填，所述的夯实是在充填进路（11）及再充填进路（9）中对充填体进行夯实；所述的回采、充填和夯实流程如下：
    B1.回采：通过回采进路（3）完成一个崩矿步距矿体的中深孔（5）凿岩、装药、爆破和对崩落矿石（6）进行出矿；
    B2.充填：每个崩矿步距的矿石被崩落时，充填进路（11）的底板将被崩掉一个崩矿步距，为充填进路（11）与采空区之间的联系打开通道；在回采进路（3）完成一个崩矿步距的出矿作业后，将进行下一循环的中深孔（5）凿岩、装药作业；这时，在充填进路（11）进行干式充填作业；充填过程中，借助充填材料的自重和运输充填材料车辆的碾压作用，使充填体自然接顶；随着充填工作的进行，使被崩掉的充填进路（11）底板被充填材料逐步恢复；
    B3.在回采进路（3）中进行出矿作业的同时，在充填进路（11）中，对已经接顶的充填体采用夯实设备（14）进行夯实，迫使充填体更充分的接顶，并对由于沉缩、夯实而造成的充填进路（11）底板的沉降进行填补；
    B4.完成一个崩矿步距的充填工作后，在回采进路（3）中崩落下一个崩矿步距的矿石，然后，对崩落矿石（6）进行出矿；同时，在充填进路（11）进行夯实；依次循环，直至回采进路（3）逐渐被充填材料填埋而消失，本分段回采及充填结束；
    C.将回采、充填和再充填向上移动一个分段水平；将再充填进路（9）变成回采进路（3）；将充填进路（11）变成再充填进路（9）；原充填进路（11）上面新完成的采准巷道（13）作为充填进路（11）；
    D.然后重复实施步骤B和C，以此类推，直到将矿体自下而上全部采出并充填采空区。
  2. 根据权利要求1所述的一种分段充填采矿方法，其特征在于：步骤B所述的回采进路（3）进行回采及充填进路（11）进行充填和夯实作业时，在再充填进路（9）中，自始至终对其下部的充填体沉缩以及由于回采所造成的充填材料流失而产生的空区进行干式再充填并采用夯实设备（14）对其进行夯实作业。
  3. 根据权利要求1或2所述的一种分段充填采矿方法，其特征在于：所述的夯实设备（14）为振动压路机或专用的井下夯实设备。
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