缓倾斜中厚矿体条柱再造采场结构尺寸可调可控采矿方法

摘要

本发明公开了一种缓倾斜中厚矿体条柱再造采场结构尺寸可调可控采矿方法，采用超前切顶锚杆护顶保障回采过程作业安全；采用中深孔落矿、后退式回采、铲运机出矿实现矿石的高效回采；沿矿体倾向不留间柱，降低了矿石损失率；采用废石注浆胶结构筑人工条柱支撑采空区顶板，实现采场地压的有效管理。本发明是一种作业安全、生产效率高、矿石损失率较低、所需充填原料较少的缓倾斜中厚矿体条柱再造采场结构尺寸可调可控采矿方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种采矿方法，特别是涉及一种适用于地下矿山充填 原料供给不充足、矿体顶底板中等稳固、矿石品位较低、地表不允许 崩落的缓倾斜中厚矿体的开采的缓倾斜中厚矿体条柱再造采场结构 尺寸可调可控采矿方法。

背景技术

顶底板中等稳固的缓倾斜中厚矿体的开采，由于受到采空区暴露 面积的限制，传统采矿方法往往通过减小采场面积、预留大量的连续 矿柱保证回采过程的安全性，再嗣后充填采空区二步骤回收矿柱。但 是在充填原料供给不足的矿山，或是开采充填成本控制比较敏感的低 品位矿体，无法对采空区进行大规模充填，使用充填采矿法受到限制， 进而造成矿柱回采工作困难甚至无法回采的难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种作业安全、生产效率高、 矿石损失率较低、所需充填原料较少的缓倾斜中厚矿体条柱再造采场 结构尺寸可调可控采矿方法。

为了解决上述问题，本发明提供的缓倾斜中厚矿体条柱再造采场 结构尺寸可调可控采矿方法，采用超前切顶锚杆护顶保障回采过程作 业安全；采用中深孔落矿、后退式回采、铲运机出矿实现矿石的高效 回采；沿矿体倾向不留间柱，降低了矿石损失率；采用废石注浆胶结 构筑人工条柱支撑采空区顶板，实现采场地压的有效管理。

本发明的具体步骤如下：

(1)沿矿体走向划分盘区，盘区内划分分段，分段间留沿走向的 连续矿柱，沿倾向不留间柱；

(2)沿走向布置采场，以折返式采准斜坡道联通各分段采场，盘 区底部连续矿柱内布置溜井，联通矿体下盘的阶段运输巷道，构成盘 区运输系统；采场顶板中间位置布置切顶巷道，回采前超前切顶护顶； 采场底板中间布置凿岩出矿进路，在采场两侧连续矿柱内钻凿切割天 井，以切割天井为自由面爆破形成切割槽，作为大规模回采的爆破自 由面；连续矿柱内沿走向布置充填巷道，靠近采场一侧顶板位置布置 充填联络道，作为人工条柱充填作业的通道；

(3)以切割槽为爆破自由面向采准斜坡道后退式进行回采，扇形 中深孔落矿，铲运机出矿；采空区内以废石注浆胶结再造人工条柱支 撑顶板，实现采场地压控制；采用下向式回采顺序，上分段回采完毕 后，该分段采准斜坡道不再保留。

具体地，连续矿柱的结构尺寸为10m，采场宽度为20m，长度为 80m。

具体地，采准斜坡道的规格为3m×3m，凿岩出矿进路的规格为3m ×3m，切割天井的规格为2m×2m，充填巷道的规格为3m×3m，充填 联络道的规格为3m×3m，切顶巷道的规格为3m×3m，切顶联络道的 规格为3m×3m。

以采准斜坡道联通各采场和充填巷道，减小了铲运机的爬坡角 度，当矿体倾角变大时，通过拉长斜距的方法使斜坡道坡度控制在铲 运机爬坡能力范围内。采准斜坡道及充填巷道具体布置方式为：充填 巷道-凿岩进路段斜坡道沿矿体底板布置；凿岩进路-充填巷道段斜坡 道以坡度1/7布置；采准斜坡道-充填联络道段充填巷道以坡度1/7 布置，经过二次坡度调整使铲运机能够将废石运输至充填联络道进行 人工条柱的充填作业。

切顶巷道通过切顶联络道与充填巷道联通，矿石大规模回采前， 凿岩设备在切顶巷道内钻凿浅孔对矿体顶板进行超前切顶，并采用锚 杆、锚索或喷锚网等支护手段进行采场顶板维护，保障回采作业安全 高效。

采用铲运机从充填联络道向采空区倒入废石，堆砌构筑接顶面积 20m×5m的废石充填条柱，并预先埋置注浆管，待条柱形成立即注入 水泥砂浆使充填体胶结；当人工条柱充填体满足顶板支撑能力要求后 再进行下一步回采作业。

根据工程地质调查、力学试验及数值模拟结果，确定采空区的极 限暴露面积；在顶板围岩破碎、稳固性较差区域，通过减小采场宽度、 减小人工条柱间距、增大接顶面积或采用护顶效果较好的支护手段 (如喷锚网联合支护)等方法，实现对采场地压的有效管理；反之， 则增大采场宽度以减小连续矿柱的矿石损失，或增大人工条柱间距以 降低废石充填量和充填成本。

采场长度布置不受顶板暴露面积影响，在80～160m之间灵活调 整。

采用上述技术方案的缓倾斜中厚矿体条柱再造采场结构尺寸可 调可控采矿方法，其有益效果是，以折返式采准斜坡道联通各采场， 减小了铲运机出矿运输时的爬坡角度；沿矿体倾向不留间柱，减小了 矿石损失，提高了矿山的经济效益；对顶板进行超前切顶护顶，保障 了回采过程作业安全高效；随着回采工作面推进，采用废石注浆胶结 再造人工条柱支撑采空区顶板，实现对地压的有效管理；人工条柱间 距、接顶面积、采场尺寸可控可调，能够在顶板条件复杂时灵活布置， 适用范围较广。

综上所述，本发明是一种作业安全、生产效率高、矿石损失率较 低、所需充填原料较少的缓倾斜中厚矿体条柱再造采场结构尺寸可调 可控采矿方法。

附图说明

图1是缓倾斜中厚矿体条柱再造采场结构尺寸可调可控采矿方法 设计的主视图。

图2是沿图1中Ⅱ-Ⅱ线剖面图。

图3是沿图1中Ⅲ-Ⅲ线剖面图。

图4是沿图1中Ⅳ-Ⅳ线剖面图。

图5是沿图1中Ⅴ-Ⅴ线剖面图。

图中：1.人工条柱，2.回采炮孔，3.切顶联络道，4.凿岩出矿进 路，5.采准斜坡道，6.溜井，7.连续矿柱，8.阶段运输平巷，9.切割 槽，10.切割天井，11.充填联络道，12.充填巷道，13.崩落矿石，14. 锚杆，15.切顶巷道，16.注浆管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

参见图1、图2、图3、图4和图5，沿矿体走向划分盘区，盘区 内划分分段，分段间留沿走向的连续矿柱7，连续矿柱7的结构尺寸 为10m，采场宽度为20m，长度为80m。沿走向布置采场，以折返式采 准斜坡道5联通各分段采场，盘区底部连续矿柱内布置溜井6，联通 矿体下盘的阶段运输巷道8，构成中段运输系统。采场顶板中间布置 切顶巷道15，并通过切顶联络道3与充填巷道12联通，回采前对矿 体顶板超前切顶，并安设锚杆14护顶。由采准斜坡道向采场两侧掘 进凿岩出矿进路4，在采场两侧连续矿柱内钻凿切割天井10，以切割 天井为自由面爆破形成切割槽9，作为大规模回采的爆破自由面。连 续矿柱内沿走向布置充填巷道12，靠近采场一侧顶板位置布置充填联 络道11，作为人工条柱1充填作业的通道。

采准斜坡道5及充填巷道12具体布置方式为：充填巷道-出矿进 路段斜坡道沿矿体底板布置；出矿进路-充填巷道段斜坡道以坡度1/7 布置；采准斜坡道-充填联络道段充填巷道以坡度1/7布置，经过二 次坡度调整使铲运机能够将废石运输至充填联络道11进行人工条柱 的充填作业。

采准斜坡道5的规格为3m×3m，凿岩出矿进路4的规格为3m× 3m，切割天井10的规格为2m×2m，充填巷道12的规格为3m×3m， 充填联络道11的规格为3m×3m，切顶巷道15的规格为3m×3m，切 顶联络道3的规格为3m×3m。

凿岩设备在凿岩出矿进路4内钻凿扇形中深孔2，以切割槽9为爆 破自由面向采准斜坡道5后退式进行回采，采用铲运机进行出矿运输。 中段内实行下向式回采顺序，上分段回采完毕后，该分段采准斜坡道 5不再保留。

根据采场顶板围岩稳固性及护顶效果确定人工条柱间距，采用铲 运机从充填联络道11向采空区倒入废石，堆砌构筑接顶面积20m×5m 的废石充填条柱，并预先埋置注浆管16，待条柱形成立即注入水泥砂 浆使充填体胶结；回采过程加强对充填体强度的监测，当其满足顶板 支撑能力要求后再进行下一步回采作业。