一种利用煤巷掘进机开采破碎型厚矿体的方法技术

一种利用煤巷掘进机开采破碎型厚矿体的方法，其包括沿矿体走向布置脉外中段运输平巷，垂直于矿体走向布置多条穿脉平巷，穿脉平巷内布置放矿溜井、人行通风系统和充填溜井，矿体端部布置“Z”字型转层设备联络道；利用煤巷掘进机回采，按沿脉方向进行进路式回采，逐条依次回采或间隔回采；铲运机跟随煤巷掘进机装运矿石，然后转运到放矿溜井；同时利用铲运机对回采空间进行废石胶结充填，实现边充边采，达到采充平衡。本发明专利技术机械化程度高，合理的设计了采准工程，优化了回采和充填工序，实现了采矿、充填连续化作业，减少了作业人数，降低了劳动强度，大大地提高了生产效率。

A Method of Mining Broken Thick Orebody with Coal Roadheader

A method of mining fractured thick ore body by using roadheader in coal roadway includes laying out out out-of-vein mid-vein transport lanes along the direction of ore body, laying out multi-vein-crossing lanes perpendicular to the direction of ore body, laying out ore-drawing pass, pedestrian ventilation system and filling pass in vein-crossing lane, arranging \Z\ type turning equipment connection lane at the end of ore body, and using coal roadheader to retrieve and proceed along vein direction. Roadway mining, one by one mining or interval mining; scraper follow the roadheader loading ore, and then transferred to the ore-drawing chute; at the same time, scraper cemented filling of mining space, to achieve edge filling and mining, to achieve the balance of mining and filling. The invention has high mechanization degree, reasonable design of mining and filling engineering, optimized mining and filling process, realized continuous mining and filling operation, reduced the number of workers, reduced labor intensity, and greatly improved production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种利用煤巷掘进机开采破碎型厚矿体的方法
本专利技术涉及一种金属矿山采矿方法，具体是一种利用煤巷掘进机开采破碎型厚矿体的方法。
技术介绍
国内金属矿山开采绝大部分采用传统爆破落矿工艺，该工艺施工简单，成本节约，落矿效率很高，容易实现机械化和大规模生产。但是，对于破碎型金属矿山而言，传统的爆破落矿工艺则暴露出了诸多弊端，由于矿体破碎，允许的暴露面积小、暴露时间短，因此，一般情况下，这些矿山均不同程度地存在采矿效率低，作业人员数量多，支护方式单一且安全性差。特别是破碎型厚矿体，由于爆破扰动后矿石容易大块垮落，很难实现安全高效开采。煤巷掘进机，又叫悬臂式掘进机或岩巷掘进机，因国内最先将其应用在煤矿山巷道掘进而得此命名。适用于掘进破碎煤岩硬度f=4~8，也可以用于其他巷道施工，断面形状任意调节。一般来说，掘进机截割头功率在40~400kW，整机重量在10~160t，截割岩石的抗压强度最高可达170MPa。由于掘进机具有掘进速度快、质量好、安全和高效等特点，其在大中型煤矿山的应用已非常普遍。随着国家和社会对矿山安全的重视程度越来越高，对于矿体破碎型的金属矿山来说，传统的落矿工艺急需改进。由于破碎型矿体的节理裂隙发育，矿石受到扰动后，容易成块脱落，因此，利用煤巷掘进机截割头的持续旋转和钻进作用，充分扩大破碎矿石间的裂隙，能较好地控制矿石剥离速度，从而完成机械落矿。同时，由于掘进机截割矿石的扰动范围非常小，采空区的整体稳固性较好，只要采用合理的采矿工艺，及时支护暴露矿岩、充填采空区，就可以使破碎型厚矿体实现安全高效开采。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有采矿工艺的不足，提供一种安全高效地利用煤巷掘进机开采破碎型厚矿体的方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种利用煤巷掘进机开采破碎型厚矿体的方法，其包括下列步骤：（1）沿矿体走向布置脉外中段运输平巷，垂直于矿体走向布置多条穿脉平巷，穿脉平巷内布置放矿溜井、人行通风系统和充填溜井，矿体端部布置“Z”字型转层设备联络道；（2）利用煤巷掘进机回采，按沿脉方向进行进路式回采，逐条依次回采或间隔回采；（3）铲运机跟随煤巷掘进机装运矿石，然后转运到放矿溜井；（4）利用铲运机对回采空间进行废石胶结充填，实现边充边采，达到采充平衡。上述方法中，所述“Z”字型转层设备联络道是在矿体端部围岩上根据矿体中段高度划分的多层分段，且每层分段布置分段平巷，分段平巷间用坡度为15°的设备上山斜巷连通而形成。上述方法中，所述穿脉平巷的间距为50m。上述方法中，所述矿体为典型破碎型金矿厚矿体，其矿体平均厚度15m，走向长度为200m，单次回采进路规格为高×宽=3.0m×3.0m。上述方法用于金矿厚矿体时，具体包括：（1）沿矿体走向布置脉外中段运输平巷，每隔50m布置一条穿脉平巷，穿脉平巷内布置放矿溜井、人行通风系统和充填溜井，矿体一端布置脉外“Z”字型转层设备联络道，用于设备转层和电缆通道，兼做行人和通风通道；（2）煤巷掘进机从脉外设备联络道进入采场，先回采底盘沿脉，采用进路式连续掘进，单次回采进路规格为高×宽=3.0m×3.0m，铲运机在煤巷掘进机的刮板运输机尾部接住矿石，然后转运到放矿溜井，煤巷掘进机沿矿体走向一次回采完整条沿脉后，退回到脉外设备联络道处，选择逐条依次回采或间隔回采方式进行下一条沿脉回采；（3）在煤巷掘进机回采过程中，在上层分段充填溜井中倒入废石和胶结材料，充填溜井下方布置斗口，铲运机从斗口处铲运废石胶结材料至采空区，利用铲运机的推送、挤压能力实现充填，人工均匀喷水至废石胶结材料，实现胶结充填，其中铲运机充填高度达2.5m-2.8m，剩余高度由人工袋装废石和胶结材料进行接顶。上述方法中，所述煤巷掘进机进行逐条依次回采时，需待铲运机充填长度大于10m，废石胶结材料达到初凝后，才进行下一条沿脉回采，实现边采边充，连续回采。上述方法中，所述煤巷掘进机进行间隔回采时，无需等待，采场留有间柱，采、充互不影响。上述方法中，所述煤巷掘进机回采过程中，支护要及时跟进，且顶部和含矿帮上均使用非金属锚杆和高强度纤维网进行支护，不含矿的帮上使用金属材质的锚网支护。上述方法中，每采完一层分段沿脉的矿石后，煤巷掘进机退回分段平巷，进行设备上山放顶后，煤巷掘进机立即进入下一层回采。与现有采矿工艺相比，本专利技术很好地解决了破碎型厚矿体开采难题，利用煤巷掘进机和铲运机配合落矿和出矿，再用铲运机和人工配合充填，使采矿、出矿、充填工序达到高效、连续作业，作业人数减少，劳动强度降低，出矿量提升，安全性提高，并带来了明显的经济效益。本专利技术机械化程度高，合理的设计了采准工程，优化了回采和充填工序，实现了采矿、充填连续化作业，减少了作业人数，降低了劳动强度，大大地提高了生产效率。附图说明图1是本专利技术采矿工艺布置示意图。图2是图1的Ⅰ-Ⅰ剖面图。图3是图1的Ⅱ-Ⅱ剖面图。图4是本专利技术采矿工艺逐条回采示意图。图5是本专利技术采矿工艺间隔回采示意图。图中，1中段运输平巷；2穿脉平巷；3采场联络道；4放矿溜井；5充填溜井；6安装硐室；7设备联络道；8设备上山斜巷；9分段平巷；10线缆上山巷道；11废石胶结充填体；12矿体；13围岩；14煤巷掘进机；15铲运机。具体实施方式以下参照附图，进一步描述本专利技术的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本专利技术。如图1－图5所示，本专利技术较佳的具体实施方式是：1.设备煤巷掘进机14为山西天地煤机装备有限公司针对某金矿实际情况研发的EBZ160Z掘进机，外形尺寸为长×宽×高=11.0m×2.0m×1.85m，整机重量约40t。铲运机为南昌凯马有限公司生产的WJD-1型电动铲运机，外形尺寸为长×宽×高=5.8m×1.3m×2.0m，斗容为1.0m³。2.具体实施步骤（1）某金矿为典型破碎型矿体，矿体12平均厚度15m，走向长度约200m，矿体倾角40-55°，矿体节理发育，围岩13较为稳固。在矿体下盘围岩13布置中段运输平巷1，每隔50m垂直于矿体走向掘进穿脉平巷2，穿脉平巷2内布置放矿溜井4和充填溜井5。煤巷掘进机14在地面拆卸后，零部件运抵安装硐室6进行组装调试，通过设备联络道7抵达矿体。（2）先回采底盘沿脉，采用进路式连续掘进，单次回采进路规格为高×宽=3.0m×3.0m，铲运机15在煤巷掘进机14的刮板运输机尾部接住矿石，然后转运到放矿溜井4。煤巷掘进机14沿矿体走向一次回采完整条沿脉后，退回到设备联络道7处，进行下一条沿脉回采，可选择逐条依次回采或间隔回采。煤巷掘进机14回采过程中，支护要及时跟进，为了防止金属材料加速煤巷掘进机截齿磨损，顶部和含矿帮上均使用非金属锚杆和高强度纤维网进行支护，对于不含矿的帮上可以使用金属材质的锚网支护。（3）煤巷掘进机14回采完一条沿脉后，要及时对采空区进行充填。在上中段充填溜井5中倒入废石和胶结材料，充填溜井5直接通入采场联络道3，充填溜井5下方布置斗口，铲运机从斗口处铲运废石胶结材料至采空区，利用铲运机的推送、挤压能力实现充填，人工均匀喷水至废石胶结材料，形成废石胶结充填体11。铲运机充填高度可达2.5m-2.8m，剩余高度由人工袋装胶结材料进行接顶。（4）煤巷掘进机14进行逐条依次回采时，如图4，需待铲运机15充填长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用煤巷掘进机开采破碎型厚矿体的方法，其特征在于包括下列步骤：（1）沿矿体走向布置脉外中段运输平巷，垂直于矿体走向布置多条穿脉平巷，穿脉平巷内布置放矿溜井、人行通风系统和充填溜井，矿体端部布置“Z”字型转层设备联络道；（2）利用煤巷掘进机回采，按沿脉方向进行进路式回采，逐条依次回采或间隔回采；（3）铲运机跟随煤巷掘进机装运矿石，然后转运到放矿溜井；（4）利用铲运机对回采空间进行废石胶结充填，实现边充边采，达到采充平衡。

【技术特征摘要】
1.一种利用煤巷掘进机开采破碎型厚矿体的方法，其特征在于包括下列步骤：（1）沿矿体走向布置脉外中段运输平巷，垂直于矿体走向布置多条穿脉平巷，穿脉平巷内布置放矿溜井、人行通风系统和充填溜井，矿体端部布置“Z”字型转层设备联络道；（2）利用煤巷掘进机回采，按沿脉方向进行进路式回采，逐条依次回采或间隔回采；（3）铲运机跟随煤巷掘进机装运矿石，然后转运到放矿溜井；（4）利用铲运机对回采空间进行废石胶结充填，实现边充边采，达到采充平衡。2.根据权利要求1所述的一种利用煤巷掘进机开采破碎型厚矿体的方法，其特征在于，所述“Z”字型转层设备联络道是在矿体端部围岩上根据矿体中段高度划分的多层分段，且每层分段布置分段平巷（9），分段平巷间用坡度为15°的设备上山斜巷（8）连通而形成。3.根据权利要求1所述的一种利用煤巷掘进机开采破碎型厚矿体的方法，其特征在于，穿脉平巷间距为50m。4.根据权利要求1所述的一种利用煤巷掘进机开采破碎型厚矿体的方法，其特征在于，所述矿体为典型破碎型金矿厚矿体，其矿体平均厚度15m，走向长度为200m，单次回采进路规格为高×宽=3.0m×3.0m。5.根据权利要求4所述的一种利用煤巷掘进机开采破碎型厚矿体的方法，其特征在于，所述金矿厚矿体的采矿方法具体包括：（1）沿矿体走向布置脉外中段运输平巷，每隔50m布置一条穿脉平巷，穿脉平巷内布置放矿溜井、人行通风系统和充填溜井，矿体一端布置脉外“Z”字型转层设备联络道，用于设备转层和电缆通道，兼做行人和通风通道；（2）煤巷掘进机从脉外设备联络道...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，陈维，曾桂华，肖旭峰，贺坤，杨明山，刘文明，刘兴立，方明星，
申请(专利权)人：湖南黄金洞矿业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43