一种用于缓倾斜薄矿脉的脉内斜坡道上向分层充填采矿法

摘要

本发明公开了一种用于缓倾斜薄矿脉的脉内斜坡道上向分层充填采矿法，矿体分层回采，从底部中段运输平巷掘进联络道到达矿体，然后掘进沿脉伪倾斜斜坡道上升一定高度，再沿脉向前掘进分段平巷、及与分段平巷垂直的倒车硐室和分段出矿溜井，从分段平巷一侧反向掘进沿脉伪倾斜斜坡道，再上升一段高度，沿脉掘进分段平巷、倒车硐室和分段出矿溜井；以伪倾斜斜坡道为界划分采场，从矿脉的一端向另一端连续推进，依靠脉内掘进的伪倾斜斜坡道通达矿体各分层，采场内各分层回采单元由下往上依次进行回采及充填。本发明机械化程度高、脉外采准工程量少、劳动强度低、矿石贫化损失率少、作业安全、效率高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种采矿方法，特别是涉及一种用于缓倾斜薄矿脉无 轨开采的上向分层充填采矿法，特别适用于矿岩中等稳固的脉内斜坡 道缓倾斜薄矿体机械化开采方法。

背景技术

缓倾斜薄矿脉是我国有色金属矿矿脉赋存的主要形式之一，特别 是在金、银、钼、锡、钨、锑等矿床中占有较大比例。通常缓倾斜薄 矿脉采用普通空场法或垂直分条房柱法开采，即采用气腿子凿岩机与 电耙等传统设备进行打眼出矿，不仅设备落后、采准工程量大，矿体 边界难以控制、矿石贫化损失率高，而且生产效率低、劳动强度大、 矿石爆破后搬运困难等，因而导致此类矿脉开采的矿山陷入前所未有 的困境。

众所周知，采矿的发展方向是机械化。但针对缓倾斜薄矿脉开采， 受矿体厚度与倾角的影响，回采单元内的矿量少，若依照传统无轨开 采的采准布置，则脉外采准工程量大，主要技术经济指标严重恶化； 若采用电耙出矿的耙矿设备，则设备落后、作业安全性差、生产效率 低、工人劳动强度大。对于缓倾斜薄矿脉，崩落矿石不能依靠自重放 矿，受制于无轨设备爬坡能力，建立无轨采准系统是必不可少的。但 脉外布置的无轨采准系统会极大地增加废石的开采量，导致缓倾斜薄 矿脉开采各项技术经济指标严重下降，矿山开采经济效益下降，查阅 国内外相关文献专利，未发现在薄矿脉开采中采用脉内斜坡道采准系 统的文献资料，鉴于缓倾斜薄矿脉中采用上向水平分层充填采矿法具 有损失贫化率小、灵活性大，适应能力强等特点，通过采用合理的无 轨采准系统，结合上向分层充填采矿法的优越性，可解决缓倾斜薄矿 体的安全高效开采问题。因此，针对缓倾斜薄矿脉无轨开采采准工程 量大、生产成本高与回采效率低的问题，设计采用脉内斜坡道采准方 式是一种最佳选择，但普通的脉内斜坡道无轨采准系统，无论是折返 式或连续伪倾斜方式，均不能确保无轨设备顺利进入采场工作面或满 足回采作业要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在保证作业安全的前提 下，实现缓倾斜薄矿体的机械化安全高效低成本开采的用于缓倾斜薄 矿脉的脉内斜坡道上向分层充填采矿法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的用于缓倾斜薄矿脉的脉内 斜坡道上向分层充填采矿法，矿脉在垂高方向上划分中段，依靠脉内 掘进的伪倾斜斜坡道，无轨设备进入采场，实现缓倾斜薄矿脉的机械 化开采；脉内伪倾斜斜坡道，从底部中段运输平巷掘进联络道到达矿 脉，然后掘进沿脉伪倾斜斜坡道上升一定高度，再沿脉向前掘进分段 平巷，垂直分段平巷掘进倒车硐室和分段出矿溜井，从分段平巷一侧 开始反向掘进沿脉伪倾斜斜坡道，再上升一段高度，沿脉掘进分段平 巷、倒车硐室和分段出矿溜井，如此反复直到上中段运输平巷或中段 运输平巷与矿脉联络道相连的位置；无轨设备沿伪倾斜斜坡道到达分 段平巷折返，形成之字形，到达矿脉垂高任何位置进行凿岩与出矿； 矿体内沿走向每隔一定距离掘进一条充填通风上山；以伪倾斜斜坡道 为界划分采场，从矿脉的一端向另一端连续推进，采场内各分层回采 单元由下往上依次进行回采；当无轨设备因分段伪倾斜斜坡道折返改 变方向不能直接进入采场时，则沿脉掘进分层水平巷道，形成通道进 入采场；用普通凿岩设备或液压凿岩台车打眼，铲运机出矿，崩落矿 石铲运至分段溜矿井或中段溜井中；充填料从充填通风井位置下放， 斜坡道随回采高度的上升和分层充填而逐渐消失。

具体地，将矿体在垂高上每隔25m～50m划分中段，矿体从一端 向另一端方向回采；盘区内依岩石稳固性每隔50m～200m设置脉内斜 坡道，采场以斜坡道为界呈现“之”字型划分；分段高度10m～15m， 中段内划分分层，分层高度为2.0m～3.0m，采场充填后空顶距1.0m～ 1.5m，分层回采单元长度为50m～200m，宽度为矿体厚；顶柱高度为 2.0m～3.5m。

具体地，采准工程：下中段运输平巷→伪倾斜斜坡道→分段平巷 →倒车硐室→出矿横巷→分段出矿溜井→中段出矿溜井→充填通风 上山，伪倾斜斜坡道以16％～20％的坡度沿脉掘进，斜坡道每上升10m～ 15m再沿脉掘进分段平巷前行10m～15m，及与分段平巷垂直的倒车硐 室和分段出矿溜井，从分段平巷一侧反向掘进沿脉伪倾斜斜坡道，再 上升10m～15m，沿脉掘进同样规格的分段平巷、倒车硐室和分段溜井， 如此反复直到上中段运输巷或中段运输平巷与矿脉联络道相连位置； 无轨设备沿伪倾斜斜坡道达到分段平巷折返，形成“之”字形，到达 矿脉垂高任何位置进行凿岩与出矿；当无轨设备因分段伪倾斜斜坡道 折返改变方向不能直接进入采场时，则沿脉掘进分层水平巷道5m～ 8m，形成通道进入采场；矿体内沿走向每隔40m～100m掘进一条充填 通风上山。

具体地，采场凿岩爆破：以伪倾斜斜坡道为界划分采场，从矿脉 的一端向另一端连续推进，采场斜坡道间距为50m～100m，依靠脉内 掘进的伪倾斜斜坡道通达矿体各分层，采场内各分层回采单元由下往 上依次进行回采及充填。其中，凿岩设备采用普通凿岩设备或液压凿 岩台车；第一分层采落3.0m～4.5m高矿体，其余分层采高为2.0m～ 3.0m。

具体地，采场通风：新鲜风流由下中段运输平巷→充填通风上山 →各分层采场；清洗工作面后，污风由充填通风上山12→上中段运输 平巷8→回风井；在通风效果较差地段，应采用局扇加强局部通风。

具体地，采场出矿：在采场通风完成后，根据现场实施状况进行 护顶作业，随后采用铲运机进入采场进行出矿作业，矿石经脉内斜坡 道→分段平巷→倒车硐室→分段出矿溜井，或是由脉内斜坡道→上中 段运输平巷→中段出矿溜井。

具体地，采场充填：各分层回采结束后，立即将充填料从充填通 风井下放进行充填，充填作业包括尾砂充填和胶结面浇筑，充填高度 与分层采高相同，每次充填后预留1.0m～1.5m高的空间为上分层回 采单元提供爆破补偿空间；而伪倾斜斜坡道则随回采高度的上升和分 层充填而逐渐消失。

采用上述技术方案的用于缓倾斜薄矿脉的脉内斜坡道上向分层 充填采矿法，其有益效果在于：

①开采安全性高

本发明针对缓倾斜薄矿脉的特点，在高度方向划分为中段，中段 内再划分为分层进行开采，严格控制了采场空顶高度，为工作面人员 及设备的安全提供了保障。

②脉外采准工程量少、成本低

伪倾斜斜坡道、分段巷道等采准工程均布置在脉内，采矿方法主 要采准工程很少布置在脉外，因而废石掘进运输量低，开采成本下降 且经济技术指标先进。

③机械化程度高、劳动强度低

生产中采用伪倾斜斜坡道无轨采准系统，铲运机等机械化设备直 接进入采场进行作业，机械化程度高，工人劳动强度低。

④回采效率高、生产能力大

采用机械化上向分层充填采矿法，依靠先进的采掘设备与回采工 艺，极大地提高了采场的回采效率及生产能力。

综上所述，本发明是一种在保证作业安全的前提下，实现缓倾斜 薄矿体的机械化安全高效低成本开采的用于缓倾斜薄矿脉的脉内斜 坡道上向分层充填采矿法。

附图说明

图1为本发明采矿方法结构投影图。

图2为图1的B-B剖面。

图3为图1的C-C剖面。

图中：1—下中段运输平巷；2—出矿横巷；3—分段出矿溜井；4— 中段出矿溜井；5—顶柱；6—倒车硐室；7—顶柱；8—上中段运输平 巷；9—尾砂充填体；10—胶结充填体；11—脉内斜坡道；12—充 填通风天井。

具体实施方式

本发明提供的用于缓倾斜薄矿脉的脉内斜坡道上向分层充填采矿 法，矿脉在垂高方向上划分中段，依靠脉内掘进的伪倾斜斜坡道，无 轨设备进入采场，实现缓倾斜薄矿脉的机械化开采；脉内伪倾斜斜坡 道，从底部中段运输平巷掘进联络道到达矿脉，然后掘进沿脉伪倾斜 斜坡道上升一定高度，再沿脉向前掘进分段平巷，垂直分段平巷掘进 倒车硐室和分段出矿溜井，从分段平巷一侧开始反向掘进沿脉伪倾斜 斜坡道，再上升一段高度，沿脉掘进分段平巷、倒车硐室和分段出矿 溜井，如此反复直到上中段运输平巷或中段运输平巷与矿脉联络道相 连的位置；无轨设备沿伪倾斜斜坡道到达分段平巷折返，形成之字形， 到达矿脉垂高任何位置进行凿岩与出矿；矿体内沿走向每隔一定距离 掘进一条充填通风上山；以伪倾斜斜坡道为界划分采场，从矿脉的一 端向另一端连续推进，采场内各分层回采单元由下往上依次进行回采 及充填；当无轨设备因分段伪倾斜斜坡道折返改变方向不能直接进入 采场时，则沿脉掘进分层水平巷道，形成通道进入采场；用普通凿岩 设备或液压凿岩台车打眼，铲运机出矿，崩落矿石铲运至分段溜矿井 或中段溜井中；充填料从充填通风井位置下放，斜坡道随回采高度的 上升和分层充填而逐渐消失。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

参见图1、图2和图3，本发明提供的用于缓倾斜薄矿脉的脉内斜 坡道上向分层充填采矿法的具体技术方案如下：

1)、将矿体在垂高上每隔25m～50m划分中段，矿体从一端向另 一端方向回采；盘区内依岩石稳固性每隔50m～200m设置脉内斜坡道， 采场以斜坡道为界呈现“之”字型划分；分段高度10m～15m，中段内 划分分层，分层高度为2.0m～3.0m，采场充填后空顶距1.0m～1.5m， 分层回采单元长度为50m～200m，宽度为矿体厚；顶柱高度为2.0m～ 3.5m；

2)、采准工程：下中段运输平巷1→伪倾斜斜坡道11→分段平巷 5→倒车硐室6→出矿横巷2→分段出矿溜井3→中段出矿溜井4→充 填通风上山12，伪倾斜斜坡道11以16％～20％的坡度沿脉掘进，斜坡 道每上升10m～15m再沿脉掘进分段平巷5前行10m～15m，及与分段 平巷垂直的倒车硐室6和分段出矿溜井3，从分段平巷一侧反向掘进 沿脉伪倾斜斜坡道，再上升10m～15m，沿脉掘进同样规格的分段平巷、 倒车硐室和分段溜井，如此反复直到上中段运输巷或中段运输平巷与 矿脉联络道相连位置；无轨设备沿伪倾斜斜坡道到达分段平巷折返， 形成“之”字形，到达矿脉垂高任何位置进行凿岩与出矿；当无轨设 备因分段伪倾斜斜坡道折返改变方向不能直接进入采场时，则沿脉掘 进分层水平巷道5m～8m，形成通道进入采场；矿体内沿走向每隔40m～ 100m掘进一条充填通风上山。

3)、采场凿岩爆破：以伪倾斜斜坡道为界划分采场，从矿脉的一 端向另一端连续推进，采场斜坡道间距为50m～100m，依靠脉内掘进 的伪倾斜斜坡道通达矿体各分层，采场内各分层回采单元由下往上依 次进行回采及充填。其中，凿岩设备采用普通凿岩设备或液压凿岩台 车；第一分层采落3.0m～4.5m高矿体，其余分层采高为2.0m～3.0m。

4)、采场通风：新鲜风流由下中段运输平巷1→充填通风上山12 →各分层采场；清洗工作面后，污风由充填通风上山12→上中段运输 平巷8→回风井；在通风效果较差地段，应采用局扇加强局部通风。

5)、采场出矿：在采场通风完成后，根据现场实施状况进行护顶 作业，随后采用铲运机进入采场进行出矿作业，矿石经脉内斜坡道11 →分段平巷5→倒车硐室6→分段出矿溜井3，或是由脉内斜坡道11 →上中段运输平巷8→中段出矿溜井4。

6)、采场充填：各分层回采结束后，立即将充填料从充填通风井 12下放进行充填，充填作业包括尾砂充填和胶结面浇筑，充填高度与 分层采高相同，每次充填后预留1.0m～1.5m高的空间为上分层回采 单元提供爆破补偿空间；而伪倾斜斜坡道则随回采高度的上升和分层 充填而逐渐消失。

7)、主要经济技术指标：采场生产能力为118.70t/d，矿石损失 率为3％，矿石贫化率为11.48％，采切比为125.19m³/kt，凿岩工效为 40m/台班，炸药单耗为0.4kg/t，采矿成本(凿岩、爆破、出矿、充填) 为29.06元/t。