一种急倾斜破碎薄脉矿体悬臂式掘进机开采方法技术

一种急倾斜破碎薄脉矿体悬臂式掘进机开采方法，属于矿体开采领域，可解决倾角较大，矿岩破碎、厚度较薄的矿体落矿、运矿工艺落后，巷道支护困难，资源回收率低、回采与充填不匹配的问题。沿矿体走向布置矿块，在矿块中央沿矿体倾斜方向布置充填回风井；沿矿体垂直方向布置3~4个分段，分段高度12~15m，每个分段设置3~4个分层。分层两侧布置回采巷道，悬臂式掘进机自矿体中央进入分层，采用单体液压支柱＋π型梁进行巷道支护。分层回采巷道内采用前进式开采，每一分层右侧巷道回采结束后，悬臂式掘进机退机进入左侧巷道进行回采，右侧巷道进行充填，回采与充填平行作业。分层开采及充填结束后，进入下一分层作业，直至整个矿块回采完毕。本发明专利技术可实现急倾斜破碎薄脉矿体的安全、高效机械化回采。

Mining method for boom type roadheader with steeply inclined broken thin vein orebody

A cantilever roadheader mining method for steeply inclined fractured thin vein orebody belongs to the field of orebody mining, which can solve the problems of large dip angle, broken orebody with thinner thickness, backward ore-handling technology, difficult roadway support, low recovery rate of resources, and mismatch between mining and filling. Ore blocks are arranged along the direction of the orebody, filling and return air wells are arranged along the inclined direction of the orebody in the center of the orebody, and 3 to 4 segments are arranged along the vertical direction of the orebody with the height of 12 to 15 m, and 3 to 4 layers are arranged in each segment. Mining roadways are arranged on both sides of the stratification. The cantilever roadheader enters the stratification from the center of the ore body. The single hydraulic prop + PI beam is used to support the roadway. Progressive mining is adopted in the slicing roadway. After the right roadway of each slicing is finished, the cantilever roadheader retreats into the left roadway for mining, and fills the right roadway. The mining and filling work are parallel. After Stratified Mining and filling, the next stratified operation will be carried out until the whole block is finished. The invention can realize the safe and efficient mechanized mining of the steeply inclined broken thin vein orebody.

【技术实现步骤摘要】
一种急倾斜破碎薄脉矿体悬臂式掘进机开采方法
本专利技术属于矿体开采
，具体涉及一种急倾斜破碎薄脉矿体悬臂式掘进机开采方法。
技术介绍
我国金属矿产资源非常丰富，其中大部分属于（急）倾斜硬岩矿体，矿体厚度不等。根据其良好的赋存条件，衍生了多种采矿方法，均取得了良好的效果，落矿工艺均为凿岩爆破的方式。而对于相对倾角较大，矿岩破碎、厚度较薄的矿体，开采难度大，资源损失率高。这类矿体开采通常采用留矿法或充填法，落矿、运矿工艺落后，巷道支护困难，资源回收率低、回采与充填不匹配等问题，严重制约着资源的有效利用及开采企业的可持续发展。因此，如何安全、高效开采该类矿体是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术针对倾角较大，矿岩破碎、厚度较薄的矿体落矿、运矿工艺落后，巷道支护困难，资源回收率低、回采与充填不匹配的问题，提供一种急倾斜破碎薄脉矿体悬臂式掘进机开采方法。本专利技术采用如下技术方案：一种急倾斜破碎薄脉矿体悬臂式掘进机开采方法，包括如下步骤：第一步，巷道布置在开采区域内矿体下盘布置1条沿脉主运输大巷，沿矿体垂直方向布置3~4条分段运输巷道，矿体下盘布置1条连接各个分段运输巷道的采准斜坡道，每个分段运输巷道布置3~4个分层开采巷道，分层开采巷道两侧布置回采巷道。沿矿体走向布置矿块，在矿块中央沿矿体倾斜方向布置充填回风井，在矿块中央底板脉外布置一条采场溜井。第二步，开采a.悬臂式掘进机自分层开采巷道进入矿块右侧，第一次进刀，进刀宽度2~5m，然后保持直线推进至矿块边界，开掘第一条巷道；b.悬臂式掘进机直线推进过程中，每进尺1~2m，进行一次支护，采用单体液压支柱＋π型梁的支护方式，支护间距0.8~1.0m；c.悬臂式掘进机退出右侧的分层回采巷道，进入相邻另外一侧进行作业，重复a、b步骤，完成左侧分层回采巷道开采工作；d.悬臂式掘进机在左侧分层回采巷道作业时，在已经回采完毕的右侧分层回采巷道内铺设充填管路连接主充填系统，分层回采巷道充填分2次进行；第1次为打底充填，充填高度1~2m，打底层充填体28天单轴抗压强度要求4~5MPa以上；第2次为分层回采巷道上部普通充填，巷道上部普通充填体28天强度须控制在1.6~3.5MPa；e.支架每回撤距离2~4m，进行1次充填工作，循环作业直至巷道充填完成。分层开采及充填结束后，进入下一分层作业，下一分层开采在充填体下作业，直至整个分段回采完毕，进入下一分段开采，如此循环直至整个矿块回采完毕。第一步中所述采准斜坡道的倾角≤15°。第一步中所述回采巷道长度小于100m，宽度为2~5m，高度为3~5m。第一步中所述分层开采巷道高度为3~5m。本专利技术的有益效果如下：本专利技术将悬臂式掘进机机械化开采与胶结充填合理结合起来，实现急倾斜破碎薄脉矿体的安全、高效机械化回采。本专利技术巷道布置科学合理、设备布置紧凑连续、悬臂式掘进机落矿、支护、充填工序合理有效的衔接，是一种较理想的急倾斜破碎薄脉矿体开采方法。本专利技术的主要优点：1.实现机械化落矿，有效避免了爆破落矿对围岩的破坏；2.回采与充填平行作业，互不影响；3.分段（层）间不留顶（间）柱，提高了资源的回收率；4.巷道支护实现机械化，可重复利用，减少了坑木的使用，降低采矿成本。附图说明图1为本专利技术的开采方法剖面示意图；图2为图1的B-B向剖视图；图3为图2的C-C向剖视图；图4为本专利技术的巷道支护方式主视示意图；图5为本专利技术的巷道支护方式俯视示意图；其中：1-上中段回风巷道；2-穿脉；3-充填回风井；4-待采矿体；5-充填体；6-溜井；7-充填挡墙；8-沿脉主运输大巷；9-悬臂式掘进机；10-单体液压支柱；11-分层开采巷道；12-分段运输巷道；13-采准斜坡道；14-分层回采巷道；15-π型梁。具体实施方式一种急倾斜破碎薄脉矿体悬臂式掘进机开采方法，包括如下步骤：第一步，巷道布置在开采区域内矿体下盘布置1条沿脉主运输大巷，沿矿体垂直方向布置3~4条分段运输巷道，矿体下盘布置1条连接各个分段运输巷道的采准斜坡道，每个分段运输巷道布置3~4个分层开采巷道，分层开采巷道两侧布置回采巷道，沿矿体走向布置矿块，在矿块中央沿矿体倾斜方向布置充填回风井，在矿块中央底板脉外布置一条采场溜井。第二步，开采a.悬臂式掘进机自分层开采巷道进入矿块右侧，第一次进刀，进刀宽度2~5m，然后保持直线推进至矿块边界，开掘第一条巷道；b.悬臂式掘进机直线推进过程中，每进尺1~2m，进行一次支护，采用单体液压支柱＋π型梁的支护方式，支护间距0.8~1.0m；c.悬臂式掘进机退出右侧的分层回采巷道，进入相邻另外一侧进行作业，重复a、b步骤，完成左侧分层回采巷道开采工作；d.悬臂式掘进机在左侧分层回采巷道作业时，在已经回采完毕的右侧分层回采巷道内铺设充填管路连接主充填系统，分层回采巷道充填分2次进行；第1次为打底充填，充填高度1~2m，打底层充填体28天单轴抗压强度要求4~5MPa以上；第2次为分层回采巷道上部普通充填，巷道上部普通充填体28天强度须控制在1.6~3.5MPa；e.支架每回撤距离2~4m，进行1次充填工作，循环作业直至巷道充填完成。分层开采及充填结束后，进入下一分层作业，下一分层开采在充填体下作业，直至整个分段回采完毕，进入下一分段开采，如此循环直至整个矿块回采完毕。第一步中所述采准斜坡道的倾角≤15°。第一步中所述回采巷道长度小于100m，宽度为2~5m，高度为3~5m。第一步中所述分层开采巷道高度为3-5m。第一步中所述分段运输巷道高度为12~15m。薄脉矿体的厚度为2~5m，倾角大于45°，质量等级为Ⅳ。工作面运输流程：悬臂式掘进机落矿、装矿至铲运机至溜井至立井箕斗或斜井皮带运至洗选车间。充填料输送流程：地面充填站至主充填井至阶段充填管路至工作面充填回风井至工作面。设备配套工作面均采用悬臂式掘进机和铲运机进行落矿和运输，采用单体液压支柱＋π型梁进行支护。工作面通风工作面采用局扇通风方式，新鲜风流路线：地表至斜坡道至分段运输巷道至分层开采巷道至工作面；污风路线：工作面至充填回风井至上阶段回风巷道至主风井至地表。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种急倾斜破碎薄脉矿体悬臂式掘进机开采方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步，巷道布置在开采区域内矿体下盘布置1条沿脉主运输大巷，沿矿体垂直方向布置3~4条分段运输巷道，矿体下盘布置1条连接各个分段运输巷道的采准斜坡道，每个分段运输巷道布置3~4个分层开采巷道，分层开采巷道两侧布置回采巷道；沿矿体走向布置矿块，在矿块中央沿矿体倾斜方向布置充填回风井，在矿块中央底板脉外布置一条采场溜井；第二步，开采a. 悬臂式掘进机自分层开采巷道进入矿块右侧，第一次进刀，进刀宽度2~5m，然后保持直线推进至矿块边界，开掘第一条巷道；b. 悬臂式掘进机直线推进过程中，每进尺1~2m，进行一次支护，采用单体液压支柱＋π型梁的支护方式，支护间距0.8~1.0m；c. 悬臂式掘进机退出右侧的分层回采巷道，进入相邻另外一侧进行作业，重复a、b步骤，完成左侧分层回采巷道开采工作；d. 悬臂式掘进机在左侧分层回采巷道作业时，在已经回采完毕的右侧分层回采巷道内铺设充填管路连接主充填系统，分层回采巷道充填分2次进行；第1次为打底充填，充填高度1~2m，打底层充填体28天单轴抗压强度要求4~5MPa以上；第2次为分层回采巷道上部普通充填，巷道上部普通充填体28天强度须控制在1.6~3.5MPa；e. 支架每回撤距离2~4m，进行1次充填工作，循环作业直至巷道充填完成，分层开采及充填结束后，进入下一分层作业，下一分层开采在充填体下作业，直至整个分段回采完毕，进入下一分段开采，如此循环直至整个矿块回采完毕。...

【技术特征摘要】
1.一种急倾斜破碎薄脉矿体悬臂式掘进机开采方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步，巷道布置在开采区域内矿体下盘布置1条沿脉主运输大巷，沿矿体垂直方向布置3~4条分段运输巷道，矿体下盘布置1条连接各个分段运输巷道的采准斜坡道，每个分段运输巷道布置3~4个分层开采巷道，分层开采巷道两侧布置回采巷道；沿矿体走向布置矿块，在矿块中央沿矿体倾斜方向布置充填回风井，在矿块中央底板脉外布置一条采场溜井；第二步，开采a.悬臂式掘进机自分层开采巷道进入矿块右侧，第一次进刀，进刀宽度2~5m，然后保持直线推进至矿块边界，开掘第一条巷道；b.悬臂式掘进机直线推进过程中，每进尺1~2m，进行一次支护，采用单体液压支柱＋π型梁的支护方式，支护间距0.8~1.0m；c.悬臂式掘进机退出右侧的分层回采巷道，进入相邻另外一侧进行作业，重复a、b步骤，完成左侧分层回采巷道开采工作；d.悬臂式掘进机在左侧分层回采巷道作业时，在已经回采完毕的右侧分层回采巷道内...

【专利技术属性】
技术研发人员：石亮，张振东，郝万东，高瑞文，陈明程，桑朋德，吴睿，李兴才，韩丰，张王磊，马进功，李文阁，陈宁，
申请(专利权)人：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西天地煤机装备有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14