一种缓倾斜中厚矿体的连续回采充填采矿法制造技术

本发明专利技术提供一种缓倾斜中厚矿体的连续回采充填采矿法，属于采矿技术领域。该方法将缓倾斜中厚矿体沿垂直方向划分分段，将矿体划分为回采单元，回采单元内的矿体沿走向划分为条带，相邻条带沿矿体走向上留有间柱，在间柱中掘进斜坡道，沿斜坡道分别掘进采场联络巷。将同一回采单元内条带分为6个一步骤采场和6个二步骤采场，在相同回采单元内的采场间隔回采，先采一步骤采场，并对其进行充填，当充填体养护达到规定的时间后，再回采二步骤采场。相邻几个回采单元矿体全部开采完毕且采场进行充填后，再对回采单元之间的间柱、顶部保安矿柱和底部保安矿柱进行回采。本发明专利技术机械化程度高、生产能力大、矿石回采率大、贫损率低和安全性好。

【技术实现步骤摘要】
一种缓倾斜中厚矿体的连续回采充填采矿法
本专利技术涉及采矿
，特别是指一种缓倾斜中厚矿体的连续回采充填采矿法。
技术介绍
随着矿产资源的逐渐消耗，矿山逐渐向深部开采方向发展，深部开采面临着高井深、高温和高压等条件，其开采成本会大大增加。为了提高矿山的开采水平，越来越多的矿山开始朝着智能化采矿方向发展，要求矿体进行规模化高效开采，以减小开采成本；而缓倾斜中厚矿体为难采矿体，因此，需寻求一种缓倾斜中厚矿体的连续回采充填采矿法，以实现矿山的安全、经济和高效开采。大量缓倾斜中厚矿体的开采方法主要采用分层充填法、分段空场嗣后充填法和房柱法等。采用分层充填法对缓倾斜中厚矿体进行开采时，无法同时进行凿岩、爆破和出矿，作业战线长、生产能力低，且设备利用率低。分段空场嗣后充填法具有生产能力大的优势，但矿体的开采边界难以控制，贫损率高，且需掘进大量的出矿进路，其采切工程量较大。房柱法为较为传统的采矿方法，当采用房柱法对缓倾斜中厚矿体进行开采时，生产能力低，需留设有大量的无法回收的矿柱，矿石损失率较高，顶板易发生垮塌，对矿山的安全生产不利。为了提高缓倾斜中厚矿体的开采效率，改善井下生产安全工作环境，专利技术了一种缓倾斜中厚矿体的连续回采充填采矿法，其生产能力大、机械化程度高、矿石回采率高、贫损率低和安全性好，可实现缓倾斜中厚矿体的连续回采与充填。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种缓倾斜中厚矿体的连续回采充填采矿法，该方法针对倾角为20～30°的缓倾斜中厚矿体，具有生产能力大、机械化程度高、贫损率低、生产效率高和安全性好的特点。该方法具体包括如下步骤：(一)采准与切割：将缓倾斜中厚矿体划分为回采单元，将回采单元内的矿体沿走向划分为条带，沿矿体走向上相邻的两条带之间留设有间柱，其中同一回采单元内条带划分为一步骤采场和二步骤采场，每12个采场作为一个回采单元，在间柱中掘进斜坡道弯道和斜坡道直道，沿斜坡道弯道和斜坡道直道分别掘进采场联络巷，采场联络巷分别与一步骤采场和二步骤采场进行相连，且采场联络巷分别连接间柱左侧条带的上分层采场和间柱右侧条带的下分层采场；在斜坡道弯道部分掘进斜坡道与溜井联络巷，在螺旋斜坡道弯道中间掘进溜井，溜井下部连通穿脉与溜井联络巷，穿脉与溜井联络巷再连通穿脉巷道，穿脉巷道与中段运输巷相连通；在回采单元的顶部和底部分别留设顶部保安矿柱和底部保安矿柱；(二)回采与充填：同一回采单元内的一步骤采场和二步骤采场分别由下而上进行间隔回采，待回采单元内的一步骤采场均回采完毕进行充填，当充填体终凝后，达到自立时间，再依次对回采单元内的二步骤采场进行回采，当同一回采单元内的一步骤采场和二步骤采场均回采完毕，充填体均达到终凝后，再回收相邻回采单元中间的间柱；每个采场的回采分为两个分层进行，上分层为切顶层，斜坡道弯道和斜坡道直道分别连接上分层采场和下分层采场，自上分层切顶层开始进行切顶，采用自动化铲运机进行出矿，矿石从采场联络巷运输到斜坡道弯道或斜坡道直道，再经斜坡道弯道或斜坡道直道到斜坡道与溜井联络巷运输到采区溜井，然后对采场顶板进行锚杆和锚索支护；上分层回采完毕后，在条带的顶端用深孔拉切割槽，切割槽形成后，在上分层采场凿向下的中深孔，然后对中深孔进行装药和爆破，通过采场联络巷、斜坡道弯道和斜坡道直道、斜坡道与溜井联络巷将矿石运输到采区溜井，矿石经过溜井下放到穿脉巷道上的电机车，再通过中段运输巷运输到矿区主溜井；当相邻几个回采单元的采场全部回采完毕，对其进行充填，充填体终凝后再进行间柱回采，当某一分段采场全部回采完毕，最后对顶部保安矿柱和底部保安矿柱进行回收。其中，间柱采用房柱法进行回收，首先通过留设点柱支护空区，最后回采结束时对空区进行统一封闭，再用灰砂比为1:20～1:24的膏体充填体进行充填；在对顶部保安矿柱和底部保安矿柱进行回收时，首先在宽度方向上刷大分段巷道，然后以分段巷道作为凿岩巷，施工上向扇形中深孔，顶板稳定性不好时，间隔施工锚索，后退式进行爆破，分段砌筑充填挡墙进行充填。一步骤采场和二步骤采场的宽度为8～12m，长度为100～160m，间柱宽度为30～50m。斜坡道弯道和斜坡道直道均为螺旋形布置，斜坡道弯道和斜坡道直道的坡度为10～20％，斜坡道弯道的转弯半径为15m。不同回采单元同时回采，同一回采单元采场的回采与充填同时连续作业。采场联络巷、斜坡道与溜井联络巷和斜坡道弯道、斜坡道直道的宽和高均为4.5m的三心拱巷道。每个采区溜井服务1个回采单元。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：本专利技术将缓倾斜中厚矿体划分为回采单元，且回采单元沿矿体倾向布置，每个回采单元再划分为条带，沿矿体走向上相邻的条带间留设有间柱，在回采单元内将条带分为一步骤采场和二步骤采场；在同一个回采单元内的条带需进行间隔回采，可同时对多个一步骤采场进行连续回采；可对不同的回采单元的条带同时进行回采，且回采与充填可同时进行，互不干扰，可进行连续出矿或充填，机械化程度高，生产能力大。本专利技术将采场分为上下两个分层，上分层采用大型凿岩设备进行掘进，并采用锚杆和锚索等形式对顶板进行支护，下分层采用中深孔爆破，大型铲运机出矿，可实现回采单元内矿体的机械化连续回采，其生产能力大，生产作业安全性好。本专利技术将回采单元内的采场分为一步骤采场和二步骤采场，采场回采后，采用膏体充填技术对采空区进行充填，一步骤采场充填体的水泥含量相对较高，二步骤采场充填体的水泥含量相对较低，充填接顶效果好，充填成本低。本专利技术分段巷道、采区斜坡道、采场联络巷等大部分都布置在矿体中，铲运机在采场中出矿，不需要掘进一系列的出矿进路，采切工程量少。本专利技术对上分层顶板进行支护，采场顶板较为稳定，采场开采边界控制好，回采单元矿石回采完毕后，再对间柱、顶部保安矿柱和底部保安矿柱进行回收，其贫损率低和矿石回采率高。因此，本专利技术具有机械化程度高、生产能力大、采切工程量少、矿石回采率高、贫损率低和安全性好的特点，适用于矿体倾角为20～30°、厚度为10～16m缓倾斜中厚矿体的开采。附图说明图1为本专利技术的缓倾斜中厚矿体的连续回采充填采矿法应用于某一回采单元示意图；图2为图1中A-A向的剖面示意图；图3为图1中B-B向的剖面示意图。其中：1—分段巷道；2—采场联络巷；3—斜坡道弯道；4—斜坡道与溜井联络巷；5—溜井；6—间柱；7—斜坡道直道；8—顶部保安矿柱；9—底部保安矿柱；10—二步骤采场；11—一步骤采场；12—上分层采场；13—下分层采场；14—锚杆和锚索支护；15—中深孔；16—穿脉巷道；17—穿脉与溜井联络巷；18—中段运输巷；19—崩落矿体。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术提供一种缓倾斜中厚矿体的连续回采充填采矿法。如图1所示，该方法按如下步骤进行：(一)采准与切割：将缓倾斜中厚矿体划分为回采单元，将回采单元内的矿体沿走向划分为条带，沿矿体走向上相邻的两条带之间留设有间柱6，其中同一回采单元内条带划分为一步骤采场11和二步骤采场10，每12个采场作为一个回采单元，在间柱6中掘进斜坡道弯道3和斜坡道直道7，沿斜坡道弯道3和斜坡道直道7分别掘进采场联络巷2，采场联络巷2分别与一步骤采场11和二步骤采场本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缓倾斜中厚矿体的连续回采充填采矿法，其特征在于：包括步骤如下：(一)采准与切割：将缓倾斜中厚矿体划分为回采单元，将回采单元内的矿体沿走向划分为条带，沿矿体走向上相邻的两条带之间留设有间柱(6)，其中同一回采单元内条带划分为一步骤采场(11)和二步骤采场(10)，每12个采场作为一个回采单元，在间柱(6)中掘进斜坡道弯道(3)和斜坡道直道(7)，沿斜坡道弯道(3)和斜坡道直道(7)分别掘进采场联络巷(2)，采场联络巷(2)分别与一步骤采场(11)和二步骤采场(10)进行相连，且采场联络巷(2)分别连接间柱(6)左侧条带的上分层采场(12)和间柱(6)右侧条带的下分层采场(13)；在斜坡道弯道(3)部分掘进斜坡道与溜井联络巷(4)，在螺旋斜坡道弯道(3)中间掘进溜井(5)，溜井(5)下部连通穿脉与溜井联络巷(17)，穿脉与溜井联络巷(17)再连通穿脉巷道(16)，穿脉巷道(16)与中段运输巷(18)相连通；在回采单元的顶部和底部分别留设顶部保安矿柱(8)和底部保安矿柱(9)；(二)回采与充填：同一回采单元内的一步骤采场(11)和二步骤采场(10)分别由下而上进行间隔回采，待回采单元内的一步骤采场(11)均回采完毕进行充填，当充填体终凝后，达到自立时间，再依次对回采单元内的二步骤采场(10)进行回采，当同一回采单元内的一步骤采场(11)和二步骤采场(10)均回采完毕，充填体均达到终凝后，再回收相邻回采单元中间的间柱(6)；每个采场的回采分为两个分层进行，上分层为切顶层，斜坡道弯道(3)和斜坡道直道(7)分别连接上分层采场(12)和下分层采场(13)，自上分层切顶层开始进行切顶，采用自动化铲运机进行出矿，矿石从采场联络巷(2)运输到斜坡道弯道(3)或斜坡道直道(7)，再经斜坡道弯道(3)或斜坡道直道(7)到斜坡道与溜井联络巷(4)运输到采区溜井(5)，然后对采场顶板进行锚杆和锚索支护(14)；上分层回采完毕后，在条带的顶端用深孔拉切割槽，切割槽形成后，在上分层采场(12)凿向下的中深孔(15)，然后对中深孔(15)进行装药和爆破，通过采场联络巷(2)、斜坡道弯道(3)和斜坡道直道(7)、斜坡道与溜井联络巷(4)将矿石运输到采区溜井(5)，矿石经过溜井(5)下放到穿脉巷道(16)上的电机车，再通过中段运输巷(18)运输到矿区主溜井；当相邻几个回采单元的采场全部回采完毕，对其进行充填，充填体终凝后再进行间柱(6)回采，当某一分段采场全部回采完毕，最后对顶部保安矿柱(8)和底部保安矿柱(9)进行回收。...

【技术特征摘要】
1.一种缓倾斜中厚矿体的连续回采充填采矿法，其特征在于：包括步骤如下：(一)采准与切割：将缓倾斜中厚矿体划分为回采单元，将回采单元内的矿体沿走向划分为条带，沿矿体走向上相邻的两条带之间留设有间柱(6)，其中同一回采单元内条带划分为一步骤采场(11)和二步骤采场(10)，每12个采场作为一个回采单元，在间柱(6)中掘进斜坡道弯道(3)和斜坡道直道(7)，沿斜坡道弯道(3)和斜坡道直道(7)分别掘进采场联络巷(2)，采场联络巷(2)分别与一步骤采场(11)和二步骤采场(10)进行相连，且采场联络巷(2)分别连接间柱(6)左侧条带的上分层采场(12)和间柱(6)右侧条带的下分层采场(13)；在斜坡道弯道(3)部分掘进斜坡道与溜井联络巷(4)，在螺旋斜坡道弯道(3)中间掘进溜井(5)，溜井(5)下部连通穿脉与溜井联络巷(17)，穿脉与溜井联络巷(17)再连通穿脉巷道(16)，穿脉巷道(16)与中段运输巷(18)相连通；在回采单元的顶部和底部分别留设顶部保安矿柱(8)和底部保安矿柱(9)；(二)回采与充填：同一回采单元内的一步骤采场(11)和二步骤采场(10)分别由下而上进行间隔回采，待回采单元内的一步骤采场(11)均回采完毕进行充填，当充填体终凝后，达到自立时间，再依次对回采单元内的二步骤采场(10)进行回采，当同一回采单元内的一步骤采场(11)和二步骤采场(10)均回采完毕，充填体均达到终凝后，再回收相邻回采单元中间的间柱(6)；每个采场的回采分为两个分层进行，上分层为切顶层，斜坡道弯道(3)和斜坡道直道(7)分别连接上分层采场(12)和下分层采场(13)，自上分层切顶层开始进行切顶，采用自动化铲运机进行出矿，矿石从采场联络巷(2)运输到斜坡道弯道(3)或斜坡道直道(7)，再经斜坡道弯道(3)或斜坡道直道(7)到斜坡道与溜井联络巷(4)运输到采区溜井(5)，然后对采场顶板进行锚杆和锚索支护(14)；上分层回采完毕后，在条带的顶端用深孔拉切割槽，切割槽形成后，在上分层采场(12)凿向下...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴爱祥，陈顺满，王贻明，马浩吉，张晋军，胡国斌，郑学敏，王勇，杨鹏，赵兴宽，张金钟，李辉，
申请(专利权)人：北京科技大学，赞比亚基特韦市中色非洲矿业有限公司谦比希铜矿，
类型：发明
国别省市：北京,11