[發明專利]一種傾斜薄礦脈的機械化開采與廢石充填方法

有效

• 申請號: 202110299594.0
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN112796759B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 李帥;潘紀龍;王新民;胡博怡;于正
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: E21C41/22
• 分類號: E21C41/22;E21F15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種傾斜薄礦脈的機械化開采與廢石充填方法。采用脈外斜坡道開拓、分段運輸平巷聯絡、盤區溜井出礦的采準方式，自下而上逐層回采礦體；采用獨頭掘進的方式完成拉底進路回采；通過刷擴下盤圍巖、拋擲爆破進行采空區廢石充填；利用鏟運機清渣，并在刷擴區與采空區之間架設隔離擋板；采用鑿巖臺車利用刷擴區所形成的采空區作為自由面向下壓采礦體，提高回采效率；移走隔離擋板，再次進行下盤刷擴，重復上述步驟，直至整個分段回采作業結束。本發明具有機械化程度高、充填工藝簡單、綜合成本低、采場生產能力大、安全性好等優點。

技術領域

本發明屬于采礦工程技術領域，具體涉及到一種傾斜薄礦脈的機械化開采與廢石充填方法。

背景技術

針對傾斜薄礦脈，目前最常用的開采方式為上向水平進路充填采礦法，即采用獨頭進路掘進的方式自下而上回采礦體，采一層充一層，直至整個階段礦體回采完畢。由于礦脈較薄、作業面尺寸受限，此類礦體開采作業中仍主要使用手持式鑿巖機、電耙等落后的采掘設備，普遍存在采場通風條件差、工人勞動強度大、采掘效率低、生產成本高、安全風險大等諸多問題。

同時，上向水平進路充填采礦法在每分層回采結束后必須充填采空區、消除采空區安全隱患、防止地表沉降。目前常用的尾砂充填工藝雖然自動化程度高、充填效果好，但是需要礦山在地面建設尾砂充填站、在井下鋪設長距離充填管道，才能將充填料漿輸送至采空區內，不僅需要一次性投入大量資金，且充填工藝復雜、管道磨損和堵漏等故障點多，在很大程度上會影響開采效率、增加生產成本。

隨著采掘設備的小型化和精細化，利用小型機械化設備，開發一種鑿巖臺車向下壓采、鏟運機清渣出礦，擴刷兩幫圍巖廢石充填采空區的機械化充填采礦方法，不僅可以大幅提高采場生產能力、改善采場通風條件、降低工人勞動強度，還可以大大簡化采場充填工序、降低充填成本。

發明內容

為了解決現有傾斜薄礦脈開采工藝與裝備水平落后、充填成本高、生產效率低下、回采作業安全性差的技術問題，本發明提供了一種傾斜薄礦脈的機械化開采與廢石充填方法，具有機械化程度高、充填工藝簡單、綜合成本低、采場生產能力大、安全性好的優點。

為了實現上述技術目的，本發明的技術方案是，

一種傾斜薄礦脈的機械化開采與廢石充填方法，包括以下步驟：

步驟一，拉底進路掘進：利用小型鑿巖臺車鑿巖，經爆破通風后，由小型鏟運機出礦，采用獨頭掘進的方式完成拉底進路回采；

步驟二，拉底進路下盤擴幫：計算上部采場位置及所需擴幫量，進行炮孔參數設計，以回采結束后的拉底進路為自由面，采用小型鑿巖臺車在拉底進路下盤側幫施工炮孔，側向拋擲爆破下盤圍巖充填采空區；

步驟三，鏟運機清渣及隔離擋板架設：通過小型鏟運機清理上部進路面上的崩落廢石，并在上部采場邊界位置架設隔離擋板；

步驟四，上部進路壓采：待隔離擋板架設完畢后，采用小型鑿巖臺車鉆鑿水平炮孔，利用刷擴區空間向下壓采礦石，經爆破通風后，由小型鏟運機出礦，循環壓采整個上部進路；

步驟五，上部進路下盤擴幫：移走全部隔離擋板，計算上部采場位置及所需擴幫量，進行炮孔參數設計，以回采結束后的上部進路為自由面，采用小型鑿巖臺車在上部進路下盤側幫施工炮孔，側向拋擲爆破下盤圍巖充填采空區；循環上述步驟，自下而上壓采上部未動礦體，直至分段回采作業結束。

所述的一種傾斜薄礦脈的機械化開采與廢石充填方法，階段高度30~40m、分段高度9~12m，進路高度3~4m，長度應≤100m、進路寬度≥1.5m，采用脈外斜坡道開拓、分段運輸平巷聯絡、盤區溜井出礦的采準方式，自斜坡道施工分段運輸平巷和分層聯絡道與進路和溜井連通，自下而上逐層回采礦體。

進一步地，所述步驟二中，拉底進路下盤應擴幫至與上部進路邊界齊平處，自進路頂部向下算，擴刷高度應為1.5~2m，擴刷面積應≤進路斷面面積的60%。