[發(fā)明專利]深井特厚大破碎礦體盤區(qū)階梯式無(wú)間柱連續(xù)充填采礦法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010176090.1
• 申請(qǐng)日: 2010-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101818643A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙國(guó)彥;李夕兵;王樹(shù)海;董金奎;李啟月;姚銀佩;范作鵬;彭康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): E21C41/16
• 分類號(hào): E21C41/16;E21F15/00
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 鄧建輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種充填采礦法，特別是涉及一種深井特厚大破碎礦 體盤區(qū)階梯式無(wú)間柱連續(xù)充填采礦法，該方法主要適用于深井高應(yīng)力 環(huán)境、礦體特厚大破碎、礦體長(zhǎng)度短且生產(chǎn)能力大、采礦效率高、貧 化損失率低的金屬礦床機(jī)械化開(kāi)采。

技術(shù)背景

充填采礦法具有礦石回收率高，頂板暴露面積小，特別適合不穩(wěn) 固復(fù)雜礦體開(kāi)采而成為厚大破碎礦體的首選采礦方法。隨著科學(xué)技術(shù) 不斷進(jìn)步和發(fā)展，充填采礦法實(shí)現(xiàn)了采場(chǎng)機(jī)械化回采和充填，原來(lái)的 低產(chǎn)、低效、勞動(dòng)強(qiáng)度大的弱點(diǎn)已逐漸演變成高產(chǎn)、高效和勞動(dòng)強(qiáng)度 低的現(xiàn)代化開(kāi)采方法。目前充填采礦法已具有分層充填、分段充填和 階段充填的完整體系。針對(duì)不同適用條件與開(kāi)采技術(shù)特點(diǎn)，選擇采用 不同充填采礦法，對(duì)降低貧化損失與保障采礦安全具有重要意義。

深井特厚大破碎礦體，主要存在著巖體埋藏深、應(yīng)力大、礦巖破 碎、采場(chǎng)允許暴露面積小、作業(yè)安全性差、單位面積采礦強(qiáng)度低、生 產(chǎn)能力上不去等問(wèn)題，若采用常規(guī)上向進(jìn)路充填法開(kāi)采，則存在著生 產(chǎn)相互干擾、通風(fēng)困難、勞動(dòng)效率低、生產(chǎn)能力小、安全性差等不足， 因此必須對(duì)傳統(tǒng)的上向進(jìn)路法進(jìn)行改革與技術(shù)創(chuàng)新，創(chuàng)造性提出深井 特厚大破碎礦體盤區(qū)階梯式無(wú)間柱連續(xù)充填采礦法，在安全前提下， 以此實(shí)現(xiàn)破碎厚大礦體的高效經(jīng)濟(jì)開(kāi)采。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種適用于深井高應(yīng)力、礦體特 厚大、礦巖破碎，且安全性高、生產(chǎn)能力大、效率高、貧損低的金屬 礦床機(jī)械化開(kāi)采的深井特厚大破碎礦體盤區(qū)階梯式無(wú)間柱連續(xù)充填 采礦法。

為了解決上述技術(shù)難題，本發(fā)明提供的深井特厚大破碎礦體盤區(qū) 階梯式無(wú)間柱連續(xù)充填采礦法，在深井(埋深600m以上)、特厚大(厚 100m左右)破碎礦體中央布置脈內(nèi)運(yùn)輸巷，將礦體分為前后二部分。 礦體采用下盤脈外無(wú)軌采準(zhǔn)系統(tǒng)，前部盤區(qū)依靠在后部盤區(qū)垂直礦體 走向掘進(jìn)的聯(lián)絡(luò)道和劃分前后部盤區(qū)的脈內(nèi)運(yùn)輸巷(用作分層聯(lián)絡(luò) 道)實(shí)現(xiàn)人員設(shè)備出入、出礦、支護(hù)、充填與通風(fēng)。后部盤區(qū)依靠礦 體下盤布置的分段平巷和沿礦體下盤邊界布置的分層聯(lián)絡(luò)道實(shí)現(xiàn)礦 體回采。沿礦體走向劃分盤區(qū)，每個(gè)盤區(qū)寬40～100m，長(zhǎng)為礦體厚度 的1/2，一般40～60m；礦塊中段高50m，分段高13.5m；盤區(qū)內(nèi)劃分 一步二步進(jìn)路，進(jìn)路高4.5m；一步進(jìn)路寬4.0～7.0m，二步進(jìn)路寬 4.0～5.0m。盤區(qū)之間無(wú)間柱，一二步進(jìn)路間隔布置，先采一步進(jìn)路， 后采二步進(jìn)路，進(jìn)路回采用液壓鑿巖臺(tái)車打眼、鏟運(yùn)機(jī)出礦、錨桿臺(tái) 車支護(hù)等，鑿巖、出礦、支護(hù)、充填等在同一水平內(nèi)連續(xù)交替進(jìn)行， 各工序互不影響，從而作業(yè)干擾少、設(shè)備利用率高?；夭蓵r(shí)先采前部 盤區(qū)，后采后部盤區(qū)，前后盤區(qū)有三個(gè)分層約10.0～15.0m的高程差， 在垂高方向上呈階梯狀，具有作業(yè)面數(shù)量多，采場(chǎng)數(shù)量增加了一倍， 且設(shè)備相互影響小，管理簡(jiǎn)單，單位面積回采強(qiáng)度大，生產(chǎn)能力高等 特點(diǎn)。盤區(qū)內(nèi)一步進(jìn)路用膠結(jié)充填，二步進(jìn)路用分級(jí)尾砂充填，進(jìn)路 要求充填接頂并使用高灰砂比充填料澆面。對(duì)于采場(chǎng)第一分層進(jìn)路， 用灰砂比1∶4的水泥尾砂膠結(jié)充填，充填高度2.0m，其余用灰砂比 1∶10的水泥尾砂膠結(jié)充填，最后0.3m～0.5m空間用灰砂比1∶4的水 泥尾砂充填澆面并接頂；一步進(jìn)路用灰砂比1∶10的水泥尾砂膠結(jié)充 填，二步進(jìn)路用尾砂充填；在充填尾砂中加入高強(qiáng)度充填膠凝材料- 充填C料，使充填澆面層抗壓強(qiáng)度達(dá)到4.0～5.0MPa。

本發(fā)明的有益效果：

①開(kāi)采安全性高

本發(fā)明針對(duì)深井高應(yīng)力、礦巖破碎的特點(diǎn)，選擇采用了暴露面積 小、作業(yè)安全的巷道式開(kāi)采方法，確保了深井厚大破碎礦體開(kāi)采安全。

②資源損失少

采用充填C料作澆面層膠凝劑，使充填澆面層強(qiáng)度達(dá)到4.0～ 5.0MPa，鏟運(yùn)機(jī)出礦不破壞充填體，確保礦石不混入充填體內(nèi)，減少 礦石二次貧損；盤區(qū)內(nèi)不設(shè)間柱與條柱，實(shí)現(xiàn)盤區(qū)間連續(xù)開(kāi)采，減少 資源一次損失。試驗(yàn)表明：礦石貧化率5.9％，損失率5.61％。

③機(jī)械化程度高、勞動(dòng)強(qiáng)度低

生產(chǎn)中采用無(wú)軌采準(zhǔn)系統(tǒng)，配備鑿巖臺(tái)車、鏟運(yùn)機(jī)及錨桿臺(tái)車等 先進(jìn)采礦設(shè)備，不僅機(jī)械化程度高，而且各工藝平行交替進(jìn)行，設(shè)備 利用率高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低。

④回采強(qiáng)度大、效率高、生產(chǎn)能力大