垂直孔與水平孔協(xié)同回采的機(jī)械化分段充填采礦法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種垂直孔與水平孔協(xié)同回采的機(jī)械化分段充填采礦法，礦體分段開(kāi)采，在分段回采單元內(nèi)協(xié)同進(jìn)行垂直孔回采和水平孔壓采；垂直孔分為預(yù)裂孔和落礦孔，垂直落礦孔回采單元內(nèi)的大部分礦體，單元頂板由水平孔壓采形成，單元兩幫輪廓由垂直預(yù)裂孔控制，壓采護(hù)頂后，普通鏟運(yùn)機(jī)和遙控鏟運(yùn)機(jī)協(xié)同出礦，單元采空區(qū)一次充填，并為上采下一分段留下鑿巖空間。如此循環(huán)，直至整個(gè)一步采場(chǎng)回采完畢。本發(fā)明既發(fā)揮了分段采礦的高強(qiáng)度、高效率、低成本的特點(diǎn)，又利用預(yù)裂爆破控制了分段回采單元兩幫的輪廓，同時(shí)通過(guò)水平孔壓采控制了回采單元頂板的輪廓。本發(fā)明具有安全高效、工藝簡(jiǎn)單，損失貧化小和機(jī)械化程度高的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】垂直孔與水平孔協(xié)同回采的機(jī)械化分段充填采礦法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采礦法，特別是涉及一種垂直孔與水平孔協(xié)同回采的機(jī)械化分段充填采礦法，適用于礦巖中等穩(wěn)固以上、傾斜或緩傾斜厚大礦體、急傾斜中厚礦體的安全、高效開(kāi)采。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著采礦技術(shù)與機(jī)械設(shè)備的不斷改進(jìn)與發(fā)展，分層充填法在開(kāi)采厚大礦體時(shí)生產(chǎn)效率低、開(kāi)采成本高、兩率指標(biāo)高等缺點(diǎn)逐漸暴露，充填法日益演變出分段充填法及階段充填法，而階段充填法對(duì)礦體賦存條件的要求較為嚴(yán)格，于是分段充填法更多的被礦山所采納。
[0003]對(duì)于分段充填法在回采過(guò)程中存在頂板安全性的問(wèn)題，傳統(tǒng)的分段充填法通常采用預(yù)控頂?shù)姆绞?，而該方法工藝?fù)雜，成本較高，且爆破震動(dòng)容易對(duì)支護(hù)造成破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種在保證作業(yè)安全的前提下，實(shí)現(xiàn)厚大礦體的安全高效低成本開(kāi)采的垂直孔與水平孔協(xié)同回采的機(jī)械化分段充填采礦法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的垂直孔與水平孔協(xié)同回采的機(jī)械化分段充填采礦法，礦體在高度方向劃分為中段，中段內(nèi)再劃分為分段，根據(jù)礦巖穩(wěn)固性確定合理的礦房長(zhǎng)度和寬度，以此作為一個(gè)回采單元；采用脈外無(wú)軌采準(zhǔn)，通過(guò)采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)巷、分段平巷、分段聯(lián)巷將礦體與階段運(yùn)輸平巷或斜坡道聯(lián)通；在第一分段底部形成拉底空間并構(gòu)筑人工假底，為本分段開(kāi)采提供垂直孔的鑿巖空間；將回采單元?jiǎng)澐譃榇怪笨着c水平孔兩個(gè)回采區(qū)域，垂直落礦孔回采單元內(nèi)的大部分礦體，單元頂板由水平孔壓采形成，單元兩幫輪廓由垂直預(yù)裂孔控制；壓采結(jié)束后進(jìn)行護(hù)頂作業(yè)，隨后采用普通鏟運(yùn)機(jī)與遙控鏟運(yùn)機(jī)協(xié)同出礦，單元采空區(qū)一次充填，并為上采下一分段留下鑿巖空間，如此循環(huán)，直至整個(gè)一步采場(chǎng)回采完畢。
[0006]進(jìn)一步地，垂直孔與水平孔兩個(gè)回采區(qū)域的兩幫輪廓由垂直預(yù)裂孔一次爆破控制，同時(shí)垂直孔、預(yù)裂孔與垂直落礦孔同次起爆。
[0007]采用上述技術(shù)方案的垂直孔與水平孔協(xié)同回采的機(jī)械化分段充填采礦法，針對(duì)分段充填法在開(kāi)采過(guò)程中存在的上述問(wèn)題，創(chuàng)造性地提出垂直孔與水平孔協(xié)同回采的機(jī)械化分段充填采礦法，在保證作業(yè)安全的前提下，實(shí)現(xiàn)厚大礦體的安全高效低成本開(kāi)采。
[0008]采用本發(fā)明，有益效果在于:
[0009]①開(kāi)采安全性高
[0010]將回采單元?jiǎng)澐譃榇怪笨着c水平孔兩個(gè)回采區(qū)域，垂直孔區(qū)域完成本分段的大部分落礦工作，并通過(guò)預(yù)裂爆破控制回采單元兩幫輪廓，水平孔回采區(qū)域在垂直孔留礦堆上進(jìn)行壓采作業(yè)，并通過(guò)控制爆破控制頂板輪廓。
[0011]②回采效率高、生產(chǎn)能力大[0012]分段開(kāi)采，極大地提高了采場(chǎng)的回采效率及生產(chǎn)能力，
[0013]③機(jī)械化程度高、勞動(dòng)強(qiáng)度低
[0014]無(wú)軌采準(zhǔn)，鑿巖臺(tái)車(chē)、遙控鏟運(yùn)機(jī)、電動(dòng)卡車(chē)、錨桿臺(tái)車(chē)、噴漿臺(tái)車(chē)等先進(jìn)無(wú)軌采掘設(shè)備的使用，極大地提高了生產(chǎn)的機(jī)械化程度，極大地降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0015]④采成本低，資源損失少
[0016]分段采準(zhǔn)切割，分段回采，分段充填，工藝簡(jiǎn)單，成本低；可連續(xù)化開(kāi)采，資源損失少。
[0017]本發(fā)明既發(fā)揮了分段采礦的高強(qiáng)度、高效率、低成本的特點(diǎn)，又利用預(yù)裂爆破控制了分段回采單元兩幫的輪廓，同時(shí)通過(guò)水平孔壓采控制了回采單元頂板的輪廓。本發(fā)明具有安全高效、工藝簡(jiǎn)單，損失貧化小和機(jī)械化程度高的優(yōu)點(diǎn)。
[0018]綜上所述，本發(fā)明是一種在保證作業(yè)安全的前提下，實(shí)現(xiàn)厚大礦體的安全高效低成本開(kāi)采的垂直孔與水平孔協(xié)同回采的機(jī)械化分段充填采礦法。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明的采礦方法結(jié)構(gòu)投影圖。
[0020]圖2為附圖1的II — II剖面。
[0021 ] 圖3為附圖1的III — III剖面。
[0022]圖4為附圖1的IV — IV剖面。
[0023]圖中:I一階段運(yùn)輸平巷；2—溜井；3—溜井聯(lián)絡(luò)道；4一分段平巷；5—膠結(jié)充填體；6—人工假底；7—頂柱；8—拉底空間；9一垂直落礦孔；10—垂直預(yù)裂孔；11 一崩落礦石；12—垂直孔回采區(qū)域；13—水平孔回采區(qū)域。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明提供的垂直孔與水平孔協(xié)同回采的機(jī)械化分段充填采礦法，技術(shù)方案如下:
[0025]⑴、將礦體沿高度方向劃分為中段，中段內(nèi)再劃分為分段，將礦體沿走向或垂直走向布置礦房，根據(jù)礦巖穩(wěn)固性確定合理的礦房長(zhǎng)度和寬度，以此作為一個(gè)回采單元；
[0026]⑵、平行礦體邊界布置分段巷道，各分段巷道分別通過(guò)分段聯(lián)絡(luò)道與斜坡道貫通，采場(chǎng)通過(guò)采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)巷與分段巷道相通，階段運(yùn)輸平巷通過(guò)溜井與分段平巷聯(lián)通，從而構(gòu)成脈外無(wú)軌采準(zhǔn)系統(tǒng)；
[0027]⑶、在第一分段底部掘進(jìn)拉底巷道，再擴(kuò)幫形成拉底空間，并構(gòu)筑人工假底，而拉底空間則為本分段回采提供鑿巖空間及補(bǔ)償空間；
[0028]⑷、將回采單元?jiǎng)澐譃榇怪笨着c水平孔兩個(gè)回采區(qū)域，采準(zhǔn)切割后，向上鉆鑿垂直孔，垂直落礦孔完成該區(qū)域的落礦作業(yè)，垂直預(yù)裂孔控制回采單元的兩幫輪廓；水平孔回采區(qū)域的回采，從上分段的采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)入采場(chǎng)并于礦堆上采用水平淺孔壓采，通過(guò)控制爆破控制頂板輪廓；
[0029](5)、爆破通風(fēng)后，進(jìn)行護(hù)頂作業(yè)，隨后采用普通鏟運(yùn)機(jī)與遙控鏟運(yùn)機(jī)協(xié)同大量出礦；
[0030](6)、本分段出礦后立即進(jìn)行一次充填，并為上分段垂直孔回采預(yù)留一定高度的鑿巖空間，如此循環(huán)直至整個(gè)一步采場(chǎng)回采完畢并進(jìn)行充填接頂。
[0031]以下將結(jié)合圖和具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
[0032]本發(fā)明的實(shí)施例:以某金礦-580m?_620m中段為例。
[0033]具體實(shí)施步驟如下:
[0034]⑴、垂直礦體走向劃分礦房礦柱，礦房寬8m，礦柱寬7m，8?10個(gè)礦房礦柱作為一個(gè)盤(pán)區(qū)。盤(pán)區(qū)內(nèi)分兩步回采，先采礦房，再采礦柱，二步回采時(shí)采場(chǎng)兩幫均為膠結(jié)充填體。沿高度方向劃分中段，中段內(nèi)再劃分為分段，中段高度為50m，分段高度為10.5m，分段內(nèi)均自下而上回采。
[0035]⑵、平行礦體下盤(pán)邊界布置分段巷道，各分段巷道分別通過(guò)聯(lián)絡(luò)道與主斜坡道貫通，采場(chǎng)通過(guò)采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)巷與分段巷道相通，階段運(yùn)輸平巷通過(guò)溜礦井與分段平巷聯(lián)通，從而構(gòu)成脈外無(wú)軌采準(zhǔn)系統(tǒng)；如附圖1、附圖2、附圖3和附圖4所示，圖中:1 一階段運(yùn)輸平巷；2—溜井；3—溜井聯(lián)絡(luò)道；4一分段平巷；5—膠結(jié)充填體；6—人工假底；7—頂柱；8—拉底空間；9—垂直落礦孔；10—垂直預(yù)裂孔；11—崩落礦石；12—垂直孔回米區(qū)域；13—7jC平孔回采區(qū)域。
[0036]⑶、在第一分段底部掘進(jìn)3.5mX 3.5m切割巷，再將切割巷擴(kuò)幫至8.8m，并向上回采1.5m厚礦體，使得控頂高度為5m。在礦房底部澆筑人工假底，從而形成拉底空間，以此作為本分段垂直孔區(qū)域的鑿巖空間。
[0037]⑷、采場(chǎng)內(nèi)形成拉底空間后，向上鉆鑿垂直孔，一次將7m高礦石崩落，并采用預(yù)裂爆破的方式控制整個(gè)回采單元的兩幫輪廓。然后從上分段進(jìn)入采場(chǎng)并于礦堆上采用水平淺孔壓采3.5m高礦體，控制爆破使得頂板形成1/4三心拱。其中，垂直孔爆破時(shí)落礦孔的孔深為7m，預(yù)裂孔的孔深為10m，從而實(shí)現(xiàn)垂直孔超前預(yù)裂以控制水平孔壓采兩幫輪廓。
[0038](5)、爆破通風(fēng)后，在礦堆上采用錨桿進(jìn)行護(hù)頂，局部破碎地段采用錨桿+金屬網(wǎng)+噴漿聯(lián)合支護(hù)。
[0039](6)、采用普通鏟運(yùn)機(jī)與遙控鏟運(yùn)機(jī)協(xié)同大量出礦。
[0040](7)、分段出礦后立即進(jìn)行一次膠結(jié)充填，并為上分段垂直孔回采預(yù)留一定高度的鑿巖空間，如此循環(huán)，直至整個(gè)一步采場(chǎng)回采完畢。
【權(quán)利要求】
1.一種垂直孔與水平孔協(xié)同回采的機(jī)械化分段充填采礦法，其特征在于:礦體在高度方向劃分為中段，中段內(nèi)再劃分為分段，根據(jù)礦巖穩(wěn)固性確定合理的礦房長(zhǎng)度和寬度，以此作為一個(gè)回采單元；采用脈外無(wú)軌采準(zhǔn)，通過(guò)采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)巷、分段平巷、分段聯(lián)巷將礦體與階段運(yùn)輸平巷或斜坡道聯(lián)通；在第一分段底部形成拉底空間并構(gòu)筑人工假底，為本分段開(kāi)采提供垂直孔的鑿巖空間；將回采單元?jiǎng)澐譃榇怪笨着c水平孔兩個(gè)回采區(qū)域，垂直落礦孔回采單元內(nèi)的大部分礦體，單元頂板由水平孔壓采形成，單元兩幫輪廓由垂直預(yù)裂孔控制；壓采結(jié)束后進(jìn)行護(hù)頂作業(yè)，隨后采用普通鏟運(yùn)機(jī)與遙控鏟運(yùn)機(jī)協(xié)同出礦，單元采空區(qū)一次充填，并為上采下一分段留下鑿巖空間，如此循環(huán)，直至整個(gè)一步采場(chǎng)回采完畢。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直孔與水平孔協(xié)同回采的機(jī)械化分段充填采礦法，其特征在于:垂直孔與水平孔兩個(gè)回采區(qū)域的兩幫輪廓由垂直預(yù)裂孔一次爆破控制，同時(shí)垂直預(yù)裂孔與垂直落礦孔同次起爆。
【文檔編號(hào)】E21C41/16GK103982185SQ201410257493
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
【發(fā)明者】李啟月, 王衛(wèi)華, 尹土兵, 張瑞華 申請(qǐng)人:中南大學(xué)