[發(fā)明專利]破碎圍巖礦體下向進(jìn)路分層無(wú)分段巷道充填采礦方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310689628.2
• 申請(qǐng)日: 2013-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103628878A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭忠平;馮帆;樊明玉;王興濤;張陽(yáng)陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號(hào): E21C41/22
• 分類號(hào): E21C41/22;E21F15/00
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種下向進(jìn)路分層充填采礦法，尤其涉及一種破碎圍巖礦體下向進(jìn)路分層無(wú)分段巷道充填采礦方法。

背景技術(shù)

下向進(jìn)路分層充填采礦法是50年代發(fā)展起來(lái)的一種全新概念的采礦法，當(dāng)開(kāi)采礦巖極不穩(wěn)固，但價(jià)值又很高的礦體時(shí)，適合采用此法。當(dāng)?shù)V體厚度小于20m時(shí)，進(jìn)路沿走向布置；礦體厚度大于20m時(shí)，進(jìn)路垂直走向布置。最初，該方法用于二步驟礦柱回采，現(xiàn)已廣泛用于礦巖破碎、開(kāi)采技術(shù)條件十分復(fù)雜的難采礦體。

然而，現(xiàn)有技術(shù)的下向進(jìn)路分層充填采礦法存在一些方面的不足和問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

首先，下向進(jìn)路分層充填采礦法的采準(zhǔn)系統(tǒng)尤為復(fù)雜，需要掘進(jìn)相當(dāng)數(shù)量的巷道以滿足生產(chǎn)需求，而對(duì)于厚度小于5m的傾斜薄礦體而言，由于其儲(chǔ)量本身較少，如果采用原有布置方式，必將導(dǎo)致千噸采切比進(jìn)一步增大，進(jìn)而增加生產(chǎn)成本，同時(shí)消耗大量人力、物力，不利于礦山經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

其次，現(xiàn)有技術(shù)的下向進(jìn)路分層充填采礦法只是單純依靠上覆充填體通過(guò)減少暴露空間的方式來(lái)降低損失率、貧化率，而對(duì)于金屬礦破碎圍巖礦體巷道支護(hù)技術(shù)的研究則相對(duì)較少。因此，基于破碎圍巖傾斜薄礦體這一特有條件，如何改進(jìn)礦床巷道布置方式，降低礦石貧化率、損失率，保障回采工作面安全生產(chǎn)，是類似金屬礦山開(kāi)采技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中必須解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，針對(duì)厚度小于5m的傾斜薄礦體這一特殊條件，提供一種可簡(jiǎn)化巷道布置，減少巷道掘進(jìn)成本，降低礦石貧化率、損失率的一種破碎圍巖礦體下向進(jìn)路分層無(wú)分段巷道充填采礦方法。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的需要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)厚度小于5m的傾斜薄礦體這一特殊條件，如何通過(guò)改進(jìn)礦床巷道布置方式，以降低礦石貧化率、損失率，保障回采工作面的安全生產(chǎn)的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，一種破碎圍巖礦體下向進(jìn)路分層無(wú)分段巷道充填采礦方法，包括以下步驟：

第一步，在布置采準(zhǔn)巷道時(shí)不設(shè)置分層聯(lián)絡(luò)道、分段巷道以及脈外斜坡道；將人行通風(fēng)天井布置在距離礦體中央下盤接觸帶2m左右處，在下盤中央靠近礦體處分別掘進(jìn)礦石溜井和溜井聯(lián)絡(luò)道，并將上、下相鄰的溜井聯(lián)絡(luò)道成相互交錯(cuò)方式進(jìn)行布置；

第二步，采場(chǎng)沿礦體走向布置，分為若干分層，每一分層只布置一條進(jìn)路，進(jìn)路寬度即為礦體平均水平厚度；回采的順序自上而下進(jìn)行，由中央向兩翼同時(shí)回采，進(jìn)路巷道沿礦體走向向下掘進(jìn)，坡度為4°；

第三步，落礦采用無(wú)掏槽微差爆破，隨本分層回采工作面推進(jìn)，在進(jìn)路巷道內(nèi)采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)方式對(duì)工作面后方的上下盤圍巖進(jìn)行支護(hù)；

第四步，某一分層回采工作結(jié)束后，立即對(duì)包括本分層切割平巷的采空區(qū)進(jìn)行差別充填，待整個(gè)分層充填作業(yè)完全結(jié)束，充填體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，再進(jìn)行下一分層的回采，直至全部采掘工作完成。

上述技術(shù)方案直接帶來(lái)的技術(shù)效果是，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上省略了分層聯(lián)絡(luò)道、分段巷道以及脈外斜坡道，從而簡(jiǎn)化了采準(zhǔn)巷道布置，大幅減少了巷道掘進(jìn)工程量，節(jié)省了生產(chǎn)成本。

作為優(yōu)選，上述回采采用單一巷道進(jìn)路式，該進(jìn)路巷道斷面為平行四邊形。

該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來(lái)的技術(shù)效果是，采用單一巷道進(jìn)路式回采，簡(jiǎn)化了回采工藝；巷道斷面布置為平行四邊形，在確保安全生產(chǎn)的前提下，降低了進(jìn)路巷道采掘成本，為后續(xù)的鑿巖爆破工藝以及充填工藝創(chuàng)造了有利條件。

進(jìn)一步優(yōu)選，上述無(wú)掏槽微差爆破以頂部預(yù)留碎礦墊層和工作面為爆破自由面。

該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來(lái)的技術(shù)效果是，通過(guò)改進(jìn)爆破工藝，保證了充填體的穩(wěn)定性。

進(jìn)一步優(yōu)選，上述上、下盤圍巖進(jìn)行支護(hù)所采用的錨桿或錨索分別采用不盡相同的參數(shù)。

該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來(lái)的技術(shù)效果是，考慮到進(jìn)路巷道并非對(duì)稱，且上盤圍巖極其破碎，下盤圍巖穩(wěn)固性一般等因素，因而將上、下盤圍巖進(jìn)行支護(hù)所采用的錨桿或錨索分別采用不盡相同的參數(shù)。

進(jìn)一步優(yōu)選，上述差別充填是指，根據(jù)嵌固梁理論計(jì)算出充填體承載層的厚度，并選擇配比為水泥∶粉煤灰∶尾砂∶碎石∶復(fù)合早強(qiáng)劑=1∶0.5∶4∶6∶0.035進(jìn)行承載層充填；選擇配比為水泥∶粉煤灰∶黃土∶尾砂∶碎石=1∶0.5∶6∶10∶12；其中，水灰比為11∶25，充填料漿濃度為76%，進(jìn)行充填層充填。