专利名称：一种顶板再造中深孔落矿嗣后充填采矿法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采矿方法，特别是涉及一种顶板再造中深孔落矿嗣后充填采矿法，主要适用于矿体顶底板破碎、矿体稳固、矿石品位较高、地表不允许崩落的缓倾斜中厚矿体。
背景技术：
顶底板不稳固的缓倾斜中厚矿体一直是矿业界公认的难采矿体，对于此类矿体的开采，传统的方法主要有底盘漏斗分段空场法、超前切顶房柱法，但效果一直不是很理想， 无法实现此类矿体的安全高效低成本开采。国内许多矿山的生产实践表明，这些方法都在不同程度上存在缺点。前者存在的突出问题是采切工程量大，千吨采切比高，导致采矿成本居高不下，而且工人大量时间用于辟漏，导致盘区采准时间过长，工人劳动强度增大；而遇到底盘不稳固时，很难在底盘形成稳固的漏斗，若把漏斗上移至矿体中，则会大大增加贫化损失。后者存在的主要问题是工艺复杂，安全可靠的护顶技术实施难度大、成本高、而且效果不理想，矿石品位变化较大的情况下，不便进行分采。因此，顶底板破碎成为限制该类矿体安全高效低成本开采的瓶颈所在。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能将安全、高效、低成本有效结合在一起的顶板再造中深孔落矿嗣后充填采矿法。
为了解决上述技术问题，本发明提供的顶板再造中深孔落矿嗣后充填采矿法，将矿体分为上下两层两步骤回采，采用进路式回采上分层矿体，光面爆破，中心孔锥形掏槽， 隔一采一充一，逐步在整个盘区形成人工再造顶板；采用高效率的上向扇形中深孔落矿回采下部矿体，后退式回采，铲运机出矿，尽量减少铲运机进入空区的时间和机率，确保回采过程安全。
具体步骤如下
(1)将矿体划分为中段，中间留沿走向的连续矿柱，再通过沿倾向的盘区间柱把矿体划分为盘区，盘区内沿走向布置若干采场；
(2)在沿走向的连续矿柱底板位置布置铲运机主进路，通过联络道沟通各采场，并在矿体一端与斜坡道沟通；在沿倾向的盘区间柱底板位置布置铲运机分支进路，作为沟通各中段的通道；在盘区上端顶板位置布置充填平巷，盘区上端底板位置布置切割平巷，盘区下端顶板位置布置上分层回采平巷；
(3)盘区整体上分为上下两层两步骤回采，先采上分层矿体，废石胶结充填形成人工再造顶板，人工再造顶板形成后，下分层矿体采用高效率的中深孔大量落矿，铲运机出矿，经采场溜井下放至采区运输平巷，井下电机车装车运走。
所述的连续矿柱和盘区间柱的结构尺寸为12m。
盘区沿走向长100m，包括一条连续矿柱12m，沿倾向长80m，包括一条盘区间柱12m。上下两分层矿体厚度分别为:3m和9m。上分层矿体采用进路法回采，进路规格^iX :3m，炮孔深度3m，光面爆破，中心孔锥
形掏槽，隔一采一充一。下分层矿体采用上向扇形中深孔落矿，采场规格llmX9m，炮孔排距1. 5-2. Om,-次爆破2-3排，回采步距5m左右，隔一采一充一，后退式回采。采用井下移动充填设备加压泵送砂石胶结充填材料构筑人工再造顶板。本发明在构筑上部人工再造顶板时，采用井下移动充填设备加压泵送构筑，初期采用灰砂体积比1 4的砂石胶结充填，后期采用灰砂体积比1 8的砂石胶结充填，充填前，先在进路底板铺一层30mm厚的碎矿石，在进路底板铺设直径IOmm的横向和纵向钢筋， 纵横钢筋交接点用铁丝搭结，为缩短施工时间，不加副筋，用金属网代替，并用挂筋悬吊在顶板锚杆处，以提高人工顶板的强度。为了提高间隔回采进路充填体之间的整体稳定性，在回采完两边已充填的进路时，先在充填体两侧下部适当位置打水平眼，而后插入锚杆或钢筋，随后充填。同时，适当协调进路规格和采场宽度，尽量保持采场两端和进路处于搭接关系，使人工再造顶板的受力情况更理想。采用上述技术方案的顶板再造中深孔落矿嗣后充填采矿法，人工再造顶板采用井下移动充填设备加压泵送构筑，有效解决常规充填接顶难、强度低的问题，保证开采环境安全可靠。本发明将两种采矿方法有机的融为一体，使安全和高效在同一采场不同位置同步实现，不仅再造了安全的回采环境，而且实现了高效的采矿工艺，采准工艺简单，上下层之间作业干扰小，损失贫化得到有效控制，生产成本大幅降低。
图1为本发明采矿方法上分层矿体回采俯视图。图2为本发明采矿方法下分层矿体回采俯视图。图3为图1的B-B剖面图。图4为图1的C-C剖面图。图5为人工再造顶板示意图。图6为回采进路和采场最佳搭接形式示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步阐述(1)将矿体划分为中段，中间留沿走向的连续矿柱12m，再通过沿倾向的盘区间柱 4把矿体划分为盘区，盘区间柱4宽12m，沿倾向长80m，沿走向长100m，盘区内沿走向划分成若干采场；(2)在连续矿柱底板位置沿走向布置铲运机主进路1，规格:3mX;3m，通过采场联络道5沟通各采场，并在矿体一端与斜坡道沟通；在盘区间柱4底板位置沿倾向布置铲运机分支进路11，规格:3mX :3m，作为沟通各中段的通道；在盘区上端顶板位置布置充填平巷3，规格;3mX :3m，盘区上端底板位置布置切割平巷12，规格!MX :3m，盘区下端顶板位置布置上分层回采平巷7，规格^iX : ;
(3)盘区整体上分为上下两层两步骤回采，先采上分层矿体，废石胶结充填形成人工再造顶板2，人工再造顶板2形成后，下分层矿体采用高效率的中深孔大量落矿；(4)铲运机出矿，经采场溜井下放至采区运输平巷，井下电机车装车运走；(5)连续矿柱和盘区间柱最后从上阶段往下阶段依次后退式回采，铲运机出矿。图1、图2、图3、图4和图5为本发明的采矿方法标准方案示意图。如图1、图2、图 3、图4和图5所示，首先通过现场工程地质调查、室内数值模拟，确定连续矿柱和盘区间柱的结构尺寸；在连续矿柱中部底板位置掘进铲运机主进路1，于矿体的一端与铲运机斜坡道联通，在盘区间柱4中部底板位置掘进铲运机分支进路11，作为沟通上下两个中段的通道；在盘区上端顶板位置布置充填平巷3，盘区上端底板位置布置切割平巷12，盘区下端顶板位置布置上分层回采平巷7，盘区采场底板位置掘进铲运机出矿巷道10，规格;3mX;3m，兼做凿岩巷道，并与上部切割平巷12和下部铲运机主进路1联通；上分层采用进路式回采，隔一采一充一，回采进路6规格^iX :3m，炮孔深度3m，低矮式凿岩台车凿岩，光面爆破，中心孔锥形掏槽，采用2#岩石乳化炸药，装药器装药，非电导爆管起爆，铲运机出矿，由溜井8下行至采区运输平巷9，回采3-4个步距后一次喷锚支护；下分层回采时，首先以上部的切割井 13和切割平巷12作为自由面形成切割立槽，而后在出矿巷道10打上向扇形中深孔，后退式回采，一次崩矿2-3排，炮孔排距1. 5-2. 0m，孔底距1. 8-2. 0m，崩矿步距5m左右，YGZ-90打目艮，采用2#岩石乳化炸药，装药器装药，非电导爆管起爆，铲运机出矿，由采区溜井8下行至采区运输平巷9。充填由充填平巷3连入充填管道，采用井下移动充填设备加压泵送构筑人工顶板，采场充填前先用铲运机将部分废石倒入空区，然后充填设备加压泵送砂石胶结充填料。参见图5和图6，本发明在构筑上部人工再造顶板2时，采用井下移动充填设备加压泵送构筑，初期采用灰砂体积比1 4砂石胶结15充填，后期采用灰砂体积比1 8砂石胶结14充填，充填前，先在进路底板铺一层30mm厚的碎矿石21，在进路底板铺设直径IOmm 的横向钢筋19和纵向钢筋18，纵横钢筋交接点用铁丝搭结，为缩短施工时间，不加副筋，用金属网20代替，并用挂筋17悬吊在顶板锚杆16处，以提高人工顶板的强度。为了提高间隔回采进路充填体之间的整体稳定性，在回采完两边已充填的进路时，先在充填体两侧下部适当位置打水平眼，而后插入横向22锚杆或钢筋，随后充填。同时，适当协调进路规格和采场宽度，尽量保持采场两端和进路处于搭接关系，使人工再造顶板的受力情况更理想。在盘区回采过程中，同一分层采切、落矿、出矿、充填在不同进路(采场)协同的平行进行，同时为协调进路回采和下部大量回采的落(出)矿量时差关系，可以考虑在上部相邻几条进路采完且已充填好的情况下，同时回采其下部矿体。本发明将矿体回采过程中的安全和高效分割开来，使其在同一采场不同位置同步实现，同时降低了生产成本、减轻了工人劳动强度，有效控制了损失贫化，实现了顶底板破碎的缓倾斜中厚矿体安全、高效、低成本开采。在本发明的技术领域内，只要具备基本知识，就可以对本发明采矿方法的实施方式进行改进。本发明对上述实质性技术方案提出了专利保护申请，其保护范围应包括具有上述技术特征的一切变化方式。以上所述，仅是本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容做出些许的改动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化和修饰，均仍在本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种顶板再造中深孔落矿嗣后充填采矿法，其特征在于(1)将矿体划分为中段，中间留沿走向的连续矿柱，再通过沿倾向的盘区间柱把矿体划分为盘区，盘区内沿走向布置若干采场；(2)在沿走向的连续矿柱底板位置布置铲运机主进路，通过联络道沟通各采场，并在矿体一端与斜坡道沟通；在沿倾向的盘区间柱底板位置布置铲运机分支进路，作为沟通各中段的通道；在盘区上端顶板位置布置充填平巷，盘区上端底板位置布置切割平巷，盘区下端顶板位置布置上分层回采平巷；(3)盘区整体上分为上下两层两步骤回采，先采上分层矿体，废石胶结充填形成人工再造顶板，人工再造顶板形成后，下分层矿体采用高效率的中深孔大量落矿，铲运机出矿，经采场溜井下放至采区运输平巷，井下电机车装车运走。
2.根据权利要求1所述的顶板再造中深孔落矿嗣后充填采矿法，其特征在于所述的连续矿柱和盘区间柱的结构尺寸为12m。
3.根据权利要求1或2所述的顶板再造中深孔落矿嗣后充填采矿法，其特征在于盘区沿走向长100m，包括一条连续矿柱12m，沿倾向长80m，包括一条盘区间柱12m。
4.根据权利要求1或2所述的顶板再造中深孔落矿嗣后充填采矿法，其特征在于上下两分层矿体厚度分别为:3m和9m。
5.根据权利要求1或2所述的顶板再造中深孔落矿嗣后充填采矿法，其特征在于上分层矿体采用进路法回采，进路规格-X :3m，炮孔深度3m，光面爆破，中心孔锥形掏槽，隔一采一充一。
6.根据权利要求1或2所述的顶板再造中深孔落矿嗣后充填采矿法，其特征在于下分层矿体采用上向扇形中深孔落矿，采场规格llmX9m，炮孔排距1. 5-2. 0m，一次爆破2_3 排，回采步距5m左右，隔一采一充一，后退式回采。
7.根据权利要求1或2所述的顶板再造中深孔落矿嗣后充填采矿法，其特征在于采用井下移动充填设备加压泵送砂石胶结充填材料构筑人工再造顶板。
8.根据权利要求1或2所述的顶板再造中深孔落矿嗣后充填采矿法，其特征在于充填构筑人工再造顶板时，初期采用灰砂体积比1 4的砂石胶结充填，后期采用灰砂体积比 1 8的砂石胶结充填。
9.根据权利要求1或2所述的顶板再造中深孔落矿嗣后充填采矿法，其特征在于充填构筑人工再造顶板时，先在进路底板铺一层30mm厚的碎矿石，然后在进路底板铺设直径 IOmm的横向和纵向钢筋，间距均为1. 2m，纵横钢筋交接点用铁丝搭结，用金属网代替，并用挂筋悬吊在顶板锚杆处。
10.根据权利要求1或2所述的顶板再造中深孔落矿嗣后充填采矿法，其特征在于在回采完两边已充填的进路时，充填前先在充填体适当位置打水平眼，而后插入锚杆或钢筋。
全文摘要
本发明公开了一种顶板再造中深孔落矿嗣后充填采矿法，将矿体划分为中段，中间留沿走向的连续矿柱，再通过沿倾向的盘区间柱把矿体划分为盘区，盘区内沿走向布置若干采场；在沿走向的连续矿柱底板位置布置铲运机主进路，通过联络道沟通各采场，在沿倾向的盘区间柱底板位置布置铲运机分支进路，作为联通各中段的通道；盘区整体上分为上下两层两步骤回采，先采上层矿体，废石胶结充填形成人工再造顶板，下层矿体采用高效率的中深孔大量落矿，铲运机出矿，经采场溜井下行至采区运输平巷，井下电机车装车运走。本发明再造了安全的回采环境，实现了高效的采矿工艺，采准工艺简单，上下层之间作业干扰小，损失贫化得到有效控制，生产成本大幅降低。
文档编号E21C41/16GK102518438SQ201210003869
公开日2012年6月27日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者周科平, 张亚明, 杨念哥, 翟建波, 胡普仑, 邓红卫, 雷涛, 高峰 申请人:中南大学