一种安全高效机械化水平分层充填采矿方法技术

一种安全高效机械化水平分层充填采矿方法，该方法步骤为：脉内巷道掘进后采用凿岩台车进行回采钻孔，进行采矿区的最底层采矿；回采钻孔过程中同时采用锚网支护；最底层采矿后采用铲运机进行出矿；利用尾砂膏体充填最底层采空区；按常规水平分层充填采矿法继续采矿，充填体采用尾砂膏体，出矿采用铲运机，直至脉内巷道内采矿区采矿完成。本发明专利技术采用凿岩台车+铲运机的大进路水平分层充填采矿法，能采矿台班效率的提高，坑口出矿能力具有保障；采矿成本明显下降，产生良好的经济效益；降低了工人劳动强度；由于采用台车凿岩、铲运机出矿、锚网支护的方式，工人均在有效支护下作业，能够有效保障工人的安全。

A safe and efficient mechanized horizontal cut and fill mining method

【技术实现步骤摘要】
一种安全高效机械化水平分层充填采矿方法
本专利技术涉及采矿技术，具体涉及一种安全高效机械化水平分层充填采矿方法。
技术介绍
目前常使用的采矿方法是上向水平分层干式充填采矿法，虽然其工艺相对都比较成熟，沿用时间较长，并且对于井下作业人员、公司管理人员来说，都有成套的管理、技术要求及制度。但是，该采矿法一次崩落矿石量小，且运搬过程受采场空间限制，运输设备仅靠人工或小型机械设备。充填和采矿互相影响，如果回采作业机械化不能妥善解决，则生产效率和生产能力都比较低。致使该采矿方法劳动强度大，劳动效率低。针对目前采场作业工人劳动强度大，工作效率低下，安全得不到保障，生产任务无法有效完成等一系列问题，急需寻找一种高效率机械化采矿方法，以优化采矿工艺流程，以期提高采矿台班效益、单个采场出矿能力，同时大幅度减小工人的劳动强度、降低工作面粉尘浓度、保障工人作业安全、降低吨矿成本。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对目前采场作业工人劳动强度大，工作效率低下，安全得不到保障，生产任务无法有效完成等一系列问题，提供一种安全高效机械化水平分层充填采矿方法，本采矿方法可提高采矿台班效益、单个采场出矿能力，同时大幅度减小工人的劳动强度、降低工作面粉尘浓度、保障工人作业安全、降低吨矿成本。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种安全高效机械化水平分层充填采矿方法，该方法步骤如下：1)脉内巷道掘进后采用凿岩台车进行回采钻孔，对采矿区的最底层进行采矿；回采钻孔过程中同时进行喷锚网支护，采用边支护边采矿模式，使采矿作业在支护下进行；上述掘进前的采准工程采用锚杆支护，锚杆为螺纹钢锚杆，局部破碎区域采用锚网支护。上述喷锚网支护顺序为：凿岩——螺纹钢锚杆支护——挂网，支护后视岩层决定是否进行喷浆。支护中采用的螺纹钢锚杆规格为2000mm*φ18mm，管缝式锚杆规格为1800mm*φ40mm，网片采用φ4mm的铁丝硬网，规格为2000mm*1000mm，网格间距100mm*100mm。2)最底层采矿后采用铲运机进行出矿；3)利用尾砂膏体充填最底层采空区；尾砂膏体中水泥与尾砂料浆的灰砂比为1:4～1:6；4)按常规水平分层充填采矿法继续采矿，充填体采用步骤3)的尾砂膏体，出矿采用步骤2)的铲运机，直至采矿区采矿完成。较好的，上述提及的凿岩台车为液压凿岩台车，如采用DF10B-1BD单臂履带式液压凿岩钻车。液压凿岩有如下有优点：①节约能源：台车电动液压系统所需功率，只有气动钻进功率损耗的1/3，功率损失小，可节约能源。②凿岩效率高，速度快：在同类岩石和相同孔径的条件下，凿深孔用液压凿岩机比气动凿岩机的凿岩速度提高两倍以上。③钻杆成本低：由于液压凿岩参数可调整，液压凿岩冲击应力波平缓，传递效率高，因此钻具和钎杆一般节约15％-20％。④改善工作环境，噪音低：由于液压凿岩不必排除废气，提高了工作面能见度，改善操作环境。液压凿岩除金属撞击声外，无废气排放声音，故比气动凿岩噪音可降低5-10分贝。⑤有利于安全生产：由于司机操作位置远离工作面，处于有效支护下，故能保证安全生产。较好的，铲运机采用WJD-1型电动铲运机。铲运机在本采矿方法中属于很重要的一环，为采场内矿石搬运的唯一运输手段，出矿效率高。较佳的，上述提及的尾砂膏体中还含有碎石，是将尾砂料浆、水泥和碎石加水混匀后得到，水泥、干尾砂、碎石、水的重量比为1:5：2：3。本专利技术采用凿岩台车进行掘进，并使用铲运机进行出矿，为凿岩台车+铲运机的大进路水平分层充填采矿法，为实现机械化采矿作业具有重大意义：(1)采矿台班效率的提高，坑口出矿能力具有保障；(2)采矿成本明显下降，产生良好的经济效益；(3)降低了工人劳动强度，特别是高温问题严重、通风困难的垱头面；(4)由于采用台车凿岩、铲运机出矿、喷锚网支护的方式，工人均在有效支护下作业，能够有效保障工人的安全。具体实施方式本专利技术为一种安全高效机械化水平分层充填采矿方法，该方法步骤如下：1)脉内巷道掘进后采用凿岩台车进行回采钻孔，进行采矿区的最底层采矿；回采钻孔过程中同时对脉内巷道进行喷锚网支护，进行边支护边采矿，使采矿作业在支护下进行；其中，喷锚网支护顺序为：凿岩——螺纹钢锚杆支护——挂网，支护后视岩层决定是否进行喷浆；2)最底层采矿后采用铲运机进行出矿；3)最底层采矿后成为采空区，利用尾砂膏体充填最底层采空区；尾砂膏体中水泥与尾砂料浆的灰砂比为1:4～1:6；4)按常规水平分层充填采矿法继续采矿，充填体采用步骤4)的尾砂膏体，出矿采用步骤3)的铲运机，直至脉内巷道内的采矿区采矿完成。上述提及的尾砂膏体还含有碎石，是将尾砂料浆、水泥和碎石加水混匀后得到，水泥、干尾砂、碎石、水的重量比为1:5：2：3。实施例1本实施例于华家湾-350中段进行。1、设备选型设备选型主要根据采场围岩情况、设备最大外形尺寸和工作效率来确定设备型号，采场施工设备选择如下：①凿岩钻孔设备：DF10B-1BD单臂履带式液压凿岩钻车，适用断面≥2.5m×2.5m，凿孔直径38-43mm，运输尺寸(长×宽×高)8600×1390×1480mm，钎杆长2.5m，孔深2.35m，凿孔速度0.6-1.2m/min。②出渣运输设备：YJD-1型电动铲运机，斗容1m3，额定载重量2t，卸载高度1050mm，铲斗最大举升高度3250mm，最小转弯半径4260mm，整机重量7t，外形尺寸(长×宽×高)6170×1300×2000(mm)。③支护设备：湿式喷浆机。④通风设备：双螺旋风机，搭配φ300风筒布，双电机，单电机功率7.5kw。2、采矿方法2.1采场结构参数华家湾坑口金塘3#脉矿体矿块底板较稳固，矿脉和顶板较破碎，稳固性差，矿脉节理发育；矿脉两侧伴有较强的围岩蚀变，主要蚀变类型有硅化、绢云母化、绿泥石化、毒砂、黄铁矿化等；华家湾3#脉矿体走向长度约100m，平均品位4.5g/t，设计控制标高为-350m～-310m，矿脉平均厚度14m，中间存在有夹石，夹石厚度平均在8m左右，矿体倾角38°～43°，属倾斜中厚矿体。2.2根据采场结构，设计采场沿走向布置，长为100米，中段高度为40m，机械化掘进断面为2.8m*3.0m，连续回采采场不留间柱，分层高3.0米，视围岩稳定性等现场具体情况，可考虑留有底柱，底柱高为2m。采场宽度为矿体厚度，即14米。并进行采准工程布置和切割工程布置。3、采矿工艺流程3.1采场凿岩爆破和回采顺序脉外采准巷道和脉内巷道使用Y28钻机进行掘进，在脉内巷道使用DF10B-1BD单臂履带式液压凿岩钻台车进行回采钻孔施工。爆破同常规：使用乳化炸药或2号岩石硝铵炸药，引爆雷管采用电雷管。3.2支护采准工程均采用锚杆支护，锚杆为螺纹钢锚杆，长度2.0m，局部破碎区域采用锚网支护。脉内巷道均采用喷锚网支护，支护顺序为凿岩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安全高效机械化水平分层充填采矿方法，其特征在于，该方法步骤如下：/n1)脉内巷道掘进后采用凿岩台车进行回采钻孔，对采矿区的最底层进行采矿；回采钻孔过程中同时进行锚网支护；/n2)最底层采矿后采用铲运机进行出矿；/n3)利用尾砂膏体充填最底层采空区；尾砂膏体中水泥与尾砂料浆的灰砂比为1:4～1:6；/n4)按常规水平分层充填采矿法继续采矿，充填体采用步骤3)的尾砂膏体，出矿采用步骤2)中的铲运机，直至脉内巷道内采矿完成。/n

【技术特征摘要】
1.一种安全高效机械化水平分层充填采矿方法，其特征在于，该方法步骤如下：
1)脉内巷道掘进后采用凿岩台车进行回采钻孔，对采矿区的最底层进行采矿；回采钻孔过程中同时进行锚网支护；
2)最底层采矿后采用铲运机进行出矿；
3)利用尾砂膏体充填最底层采空区；尾砂膏体中水泥与尾砂料浆的灰砂比为1:4～1:6；
4)按常规水平分层充填采矿法继续采矿，充填体采用步骤3)的尾砂膏体，出矿采用步骤2)中的铲运机，直至脉内巷道内采矿完成。


2.如权利要求1所述的一种安全高效机械化水平分层充填采矿方法，其特征在于，所述掘进前的采准工程采用锚杆支护，锚杆为螺纹钢锚杆，局部破碎区域采用锚网支护。


3.如权利要求1所述的一种安全高效机械化水平分层充填采矿方法，其特征在于，所述喷锚网支护顺序为：凿岩——螺纹钢锚杆支护——挂网，支护后视岩层决定是否进行喷浆。


4.如权利要求3所述的一种安全高效机械化水平...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭衷中，胡林，陈维，方明星，黄志，
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