【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于采矿工程，具体涉及到一种非爆机械化下向进路充填连续采矿方法。
技术介绍
1、悬臂式采矿机（悬臂式掘进机）因其高效的掘进效率，在煤炭行业及隧道工程掘进中得到广泛的应用，助推煤炭及隧道行业实现全流程机械化起到了关键性的作用。随着悬臂式采矿机的制造工艺进步，悬臂式采矿机逐步应用在非煤矿山特别是金属矿体开采领域。
2、中国专利技术专利cn114687741b公开了一种缓倾斜矿体非爆机械破岩两步骤充填采矿法，，采场垂直于矿体走向布置，一步骤采场和二步骤采场间隔布置，采场之间不留间柱。采场分两步骤回采，先采一步骤采场并充填采空区，再回采二步骤采场并充填采空区。采场回采时，布置掘进机姿态调整硐室调整回采过程中悬臂式掘进机的作业姿态，通过悬臂式掘进机完成非爆机械切割落矿，该专利适用于矿石硬度低的缓倾斜薄至中厚矿体的回采。中国专利技术专利cn114687740b公布了一种沿走向非爆机械破岩上向水平分层充填采矿法，采场沿矿体走向布置，采场内留设间柱将采场划分为多个回采分区，采准切割工程施工完毕后开始回采，采场自下而上分层进行充填回采，采用悬臂式掘进机切割非爆落矿，该专利适用于矿岩硬度低的矿体回采。
3、当前悬臂式采矿机主要应用于矿岩硬度低的矿体回采。截割头是悬臂式采矿机与矿岩的直接接触部件，掘进作业时，截割头旋转带动安装在截割头齿座上的截齿进行贯入破岩，当金属矿围岩硬度系数较高时，截割头往往由于硬岩难以切割破碎，在岩石表面打滑无法掘进，或由于截割头长时间持续与硬岩摩擦，截割入刀时截齿消耗大、受力不均匀，影响掘进
4、金属矿床的破碎岩层多为稳定、节理发育不明显的硬岩层，且稳定性较差，因此限制了机械化设备的连续应用，而采用传统爆破法，在爆破扰动情况下，作业人员安全威胁较大，且增加了支护成本。在国家及行业对采矿安全越来越关注的前提下，机械化开采成为金属矿开采的必然发展趋势，针对金属矿体的机械化开采，需要解决开采安全及开采效率两个矛盾问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中机械化开采金属矿硬岩过程中掘进效率低、悬臂式采矿机截割头磨损高、截齿消耗大的问题，本专利技术提供一种非爆机械化下向进路充填连续采矿方法，该方法在回采时采用先钻凿中深孔、扩孔形成截割自由面后截割落矿，矿用运输设备配套出矿，自上而下分层回采，旨在减轻悬臂式采矿机截割头磨损高、截齿消耗大的问题，提高掘进效率，实现矿体的连续高效采矿，作业安全、成本低。
2、为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种非爆机械化下向进路充填连续采矿方法，包括以下步骤：
4、s1，矿体划分为若干中段，中段不留顶柱、底柱；中段内划分多个分段，分段内划分多个分层；分层内沿矿体走向布置采场；
5、s2，施工采准切割工程，在矿体下盘布置中段运输平巷、中段穿脉巷、溜井、斜坡道、分段联络道、分段平巷、分层联络道，自中段穿脉巷端部沿矿体上盘掘回风充填天井，自分层联络道沿矿体走向或垂直走向布置若干条进路；
6、s3，采准切割完成后自上而下分层进行所述进路的充填回采；回采过程中，采用先钻凿中深孔、扩孔形成截割自由面后截割落矿的采矿方式，矿体内不留点柱、间柱；所述采矿方式通过以下任一步骤完成：
7、s3.a，分别采用凿岩设备处理截割自由面、悬臂式采矿机截割落矿；首先，所述凿岩设备由分层联络道进入进路端部，在进路工作面中部钻凿中深孔，并进行扩孔形成截割自由面，扩孔完毕后退出当前进路，进入下个开采进路钻孔作业；然后，所述悬臂式采矿机由分层联络道进入进路端部，利用悬臂式采矿机截割头由截割自由面开始对工作面进行截割落矿；当截割自由面截割完成后，悬臂式采矿机退出当前进路，凿岩设备重新进入当前进路，继续钻孔作业形成下一段截割自由面，同时，悬臂式采矿机进入下个开采进路截割落矿；循环交替作业，直至当前进路回采完毕；
8、s3.b，采用自带钻头的悬臂式采矿机进行截割自由面处理和截割落矿；悬臂式采矿机由分层联络道进入进路端部，利用悬臂式采矿机自带钻头在进路工作面中部钻凿中深孔，并进行扩孔形成截割自由面；利用悬臂式采矿机截割头由截割自由面开始对工作面的截割落矿；
9、s4，回采过程中进行通风作业，根据顶板围岩情况进行支护，悬臂式采矿机配备矿用运输设备出矿；进路回采完毕后，撤出设备，进路口架设充填管，完成充填作业；
10、s5，所述进路间隔回采，重复s3~s4，完成整个分层矿体的回采，再转至下一分层回采直至完成整个中段矿体的回采。
11、本专利技术针对金属矿体的开采，布置完采准切割工程后，回采时先对进路端部工作面进行预处理，利用具有钻凿中深孔功能的设备在进路工作面中部钻凿中深孔，并进行扩孔形成截割自由面，为下一步悬臂式采矿机的高效截割创造了良好条件。具有钻凿中深孔功能的设备为凿岩设备或自带钻头的悬臂式采矿机，均为市售产品；当选择凿岩设备钻凿截割自由面时，凿岩设备和悬臂式采矿机交替作业，两者在分层联络道中完成交替；当使用自带钻头的悬臂式采矿机时，悬臂式采矿机的钻头和截割头先后作业。悬臂式采矿机由进路端部沿进路方向进行回采，单条进路回采结束后，悬臂式采矿机退回进路端部，进行第二条进路回采，进路隔一采一，采后充填。
12、进一步地，步骤s1中，中段高度60~100m，将中段划分为3~5个分段，分段高度12~20m，每个分段承担3~5个分层。
13、进一步地，步骤s2中，矿体下盘的采准切割工程包括在矿体下盘布置斜坡道，沿矿体走向布置中段运输平巷，自中段运输平巷垂直矿体走向向矿体上盘掘中段穿脉巷，自中段穿脉巷端部沿矿体上盘掘回风充填天井，自中段运输平巷向上掘进溜井，自斜坡道垂直矿体方向掘进分段联络道，自分段联络道沿矿体走向掘进分段平巷，自分段平巷垂直矿体方向掘进分层联络道。
14、进一步地，步骤s2中，所述进路沿矿体走向布置时，进路长度为50~100m，宽度为4~6m，高度为3~6m，与所在分层高度一致；针对矿体厚度比较大的矿体，所述进路垂直矿体走向布置，长度为20~50m，宽度为4~6m，高度为3~6m，与所在分层高度一致；其中进路宽度和分层高度可根据矿体厚度和矿体围岩稳固情况适当增加或减小。
15、进一步地，步骤s3中，所述截割自由面的深度10~50m，直径为0.3~0.5m，截割自由面深度和直径根据截割头尺寸、进路布置和截割工艺进行调整；步骤s3.a中，所述凿岩设备为中深孔凿岩台车、潜孔钻机中的一种。
16、进一步地，步骤s4中，所述通风作业为新鲜风流通过斜坡道、分段联络道、分段平巷、分层联络道进入进路回采工作面，清洗工作面后的污风经局扇抽出后回至回风充填天井，再经上部分段平巷，最后汇入回风充填天井排出地表。
17、进一步地，步骤s4中，根据顶板围岩情况，对于某些不稳固地段采用锚杆台车进行锚杆、锚网支护。
18、进一步地，步骤s4中，所述矿本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非爆机械化下向进路充填连续采矿方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，步骤S1中，中段高度60~100m，将中段划分为3~5个分段，分段高度12~20m，每个分段承担3~5个分层。
3.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，步骤S2中，所述进路（2）沿矿体走向布置时，进路（2）长度为50~100m，宽度为4~6m，高度为3~6m，与所在分层高度一致；所述进路（2）垂直矿体走向布置时，长度为20~50m，宽度为4~6m，高度为3~6m，与所在分层高度一致。
4.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，步骤S3中，所述截割自由面（11）的深度10~50m，直径为0.3~0.5m；步骤S3.a中，所述凿岩设备为中深孔凿岩台车、潜孔钻机中的一种。
5.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，步骤S4中，所述通风作业为新鲜风流通过斜坡道（5）、分段联络道（9）、分段平巷（4）、分层联络道（3）进入进路（2）回采工作面，清洗工作面后的污风经局扇抽出后回至回风充填天井（8），再经上部分段平巷
6.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，步骤S4中，根据顶板围岩情况，对于某些不稳固地段采用锚杆台车进行锚杆、锚网支护。
7.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，步骤S4中，所述矿用运输设备包括耙渣机和无轨运输卡车；所述耙渣机跟随在悬臂式采矿机（1）之后3~5m，截割的矿石由耙渣机装入无轨运输卡车，由无轨运输卡车运输至溜井（10）出矿。
8.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，步骤S4中，进路（2）回采完毕后，进行充填作业前，首先对进路（2）进行残余矿石的清理平底工作，在进路（2）底部铺垫金属网，使用吊筋将金属网与上部顶板充填体固定连接；进行充填作业时，将充填管由所述回风充填天井（8）架设到进路（2）口顶板中央最高点处，并在进路（2）口采用钢混结构组合板墙做充填挡墙，隔墙上留有泄水检查孔；充填时，采用1:4尾砂胶结充填料做第一阶段充填底板，构筑人工假顶，然后采用1:10尾砂胶结充填料进行第二阶段上部充填接顶。
9.根据权利要求8所述的采矿方法，其特征在于，步骤S4中，所述金属网的网度为300mm×300mm，使用直径φ为10mm～14mm的钢筋铺垫而成。
10.根据权利要求1-9任一项所述的采矿方法，其特征在于，与悬臂式采矿机（1）配套的变配电设施及通风设施设置在分层联络道（3）或分段联络道（9）内，不进入进路（2）。
...【技术特征摘要】
1.一种非爆机械化下向进路充填连续采矿方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，步骤s1中，中段高度60~100m，将中段划分为3~5个分段，分段高度12~20m，每个分段承担3~5个分层。
3.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，步骤s2中，所述进路（2）沿矿体走向布置时，进路（2）长度为50~100m，宽度为4~6m，高度为3~6m，与所在分层高度一致；所述进路（2）垂直矿体走向布置时，长度为20~50m，宽度为4~6m，高度为3~6m，与所在分层高度一致。
4.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，步骤s3中，所述截割自由面（11）的深度10~50m，直径为0.3~0.5m；步骤s3.a中，所述凿岩设备为中深孔凿岩台车、潜孔钻机中的一种。
5.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，步骤s4中，所述通风作业为新鲜风流通过斜坡道（5）、分段联络道（9）、分段平巷（4）、分层联络道（3）进入进路（2）回采工作面，清洗工作面后的污风经局扇抽出后回至回风充填天井（8），再经上部分段平巷（4），最后汇入回风充填天井（8）排出地表。
6.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，步骤s4中，根据顶板围岩情况，...
【专利技术属性】
技术研发人员：余一松，李华华，朱志根，葛文杰，刘福春，刘家明，张帅帅，
申请(专利权)人：长沙有色冶金设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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