专利名称：一种多层矿体三维空间协同采矿法的制作方法
技术领域：
本发明属于金属矿山地下开采领域，涉及一种多层矿体三维空间协同采矿法，特别适合缓倾斜薄-中厚多层矿体的开采。
背景技术：
缓倾斜薄-中厚矿体的开采一直是采矿界的难题，而尤以多层缓倾斜薄-中厚矿体的开采难度最大。对于此类矿体传统的开采方法主要有分采和合采两种形式，但效果一直不是很理想，无法在生产空间上实现集约高效，达不到安全高效低成本开采的目标。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问题。前者存在的突出问题是上下层之间回采作业干扰大，而且多以下行式开采方式回采，地压管理难度大，采切工程大，损失贫化高；而合采的主要问题在于控制采场顶板难度大，安全性差，矿石贫化增大，经济效益差。
发明内容
本发明的目的是解决多层缓倾斜薄一中厚矿体开采的技术难题，提供一种多层矿体三维空间协同采矿法，该方法能减小矿石的贫化损失、降低采切比、提高生产能力，最大限度地减小多层矿体回采过程中的相互影响和相互制约，在生产空间实现集约高效，最终实现多层矿体的安全高效低成本开采。为了解决上述技术难题，本发明的技术方案是:(1)将多层矿体重组为一个或几个矿群，矿群下部的主要运输巷道与矿体外围通过溜井系统沟通，矿群采取统一采准，分层回采，嗣后充填；(2)各层矿体沿倾向划分盘区，沿走向划分采区，上、下层各矿体的盘区间柱和采区间柱在三维空间上对齐布置；在盘区间柱和采区间柱中间位置分别布置主进路和分支进路，多层矿体回采顺序为往上依次回采，同层矿体为上行式开采，由下部盘区向上部盘区依次开采，再利用上部开拓、采准的废石充填下部采空区；(3)各层矿体回采均采用凿岩台车凿岩、铲运机出矿、井下卡车运搬、电机车运输有机结合的方式。所述的盘区间柱和采区间柱宽度均为11 13m ;盘区沿倾向长80 100m，采区沿走向长60 80m。所述的主进路尺寸为4X3.5m，分支进路尺寸为4X3.5m。各矿群分别布置独立的溜井系统，上部矿群的溜井系统与下部矿群的溜井系统相沟通。在各层矿体一翼布置铲运机斜坡道，通过联道沟通各层矿体主进路、上部运矿巷道和下部运矿巷道。本发明的有益技术效果是:多层矿体的回采顺序为上向上行式开采，先采下部矿体，形成的采空区通过充填井，利用上部开拓、采准废石充填，废石不出坑和采空区处理同步实现。采用上述技术方案的多层矿体三维空间协同采矿法，通过重构多层矿体三维空间的开拓、采准工程，有效解决了多层矿体开采过程中上下层之间的相互影响和相互制约的问题，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为本发明多层矿体三维空间协同开采纵剖面示意图。图2为本发明多层矿体三维空间协同开采平面示意图。图3为本发明多层矿体回采顺序示意图。图4为本发明单层矿体回采顺序示意图。图5为本发明盘区间柱和采区间柱回采顺序示意图。图中:1-1#矿体；2-2#矿体；3-3#矿体；4-4#矿体；5_5#矿体；6_6#矿体；7-回风井；8_回风联道；9_充填井；10_主进路矿仓；12-2#矿仓；13_下部运矿巷道;14-1#溜井；15-2#溜井；16-主要运输巷道；17-上部运矿巷道；18-主斜坡道18 ;19_联道；20_盘区间柱；21_采区间柱；22_分支进路。
具体实施例方式下面结合附图及本实施例对本发明做进一步阐述，本实例仅作为个例对本发明技术方案进行解释，不对保护范围限制。(I)本发明所述的多层矿体三维空间协同采矿法如图1、图2、图3、图4、图5所示，该多层矿体从上往下依次为1#矿体1、2#矿体2、3#矿体3、4#矿体4、5#矿体5、6#矿体6，鉴于3#矿体、4#矿体之间夹石厚度较大的特点，将多层矿体重组为两个矿群(上部1#矿体、2#矿体、3#矿体为上部矿群，下部4#矿体、5#矿体、6#矿体为下部矿群)回采，每个矿群统一布置开拓、采准工程和溜井系统，最大限度地减小多层矿体回采过程中的相互影响和相互制约；
(2)在3#矿体3、4#矿体4之间布置上部运矿巷道17，并在多层矿体东翼向下掘进1#溜井14、2#溜井15形成上部矿群溜井系统，在下部矿群采区间柱位置向下掘进充填井9 ；在5#矿体5东翼布置下部运矿巷道13，向下掘进1#矿仓11、2#矿仓12形成下部矿群溜井系统；在矿群东翼布置主斜坡道18，并通过联道19沟通各层矿体主进路10、上部运矿巷道17和下部运矿巷道13 ;形成了三维空间上完整的多层矿体开拓、采准系统，实现无轨采矿、无轨运搬、有轨运输三者的有机结合；
(3)各层矿体沿倾向划分盘区，盘区间柱20宽12m，盘区长80 100m，沿走向划分采区，采区间柱21宽12m，采区长60 80m，各层矿体之间的盘区间柱20和采区间柱21上下对齐布置；在盘区间柱中间位置布置主进路10，尺寸为4X3.5m，在采区间柱21中间位置布置分支进路22，尺寸为4X3.5m ;凿岩台车凿岩，铲运机出矿，各采区不布置采场小溜井，矿石直接通过井下卡车从主进路10运搬至溜井系统，电机车运输；
(4)多层矿体回采顺序如图3、图4所示，多层间为上向开采，即先采下部6#矿体6，再采5#矿体5，往上依次回采，图3中标注的数字为多层矿体的回采顺序；同层矿体为上行式开采，即由下部盘区向上部盘区依次推经，图4中标注的数字为同层矿体的回采顺序；最大限度减小多层矿体回采过程中的相互影响和制约，并且充填体只作为回采上部矿体的一个平台，对充填体的强度要求也相对较低，能充分利用上部开拓采准的废石，直接由充填井充入下部空区，低成本实现废石不出坑； (5)盘区间柱20和采区间柱21在每层矿体回采完之后再依次后退式回采。本发明在某地下矿山生产实际中得到了应用，该矿体为典型的缓倾斜薄-中厚多层矿体，矿体上下部均已具备一定的开拓工程，应用本专利方法，通过重构多层矿体三维空间的开拓、采准工程，有效解决了多层矿体开采过程中上下层之间的相互影响和相互制约的问题，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。
权利要求
1.一种多层矿体三维空间协同采矿法，其特征在于: (1)将多层矿体重组为一个或几个矿群，矿群下部的主要运输巷道与矿体外围通过溜井系统沟通，矿群采取统一采准，分层回采，嗣后充填； (2)各层矿体沿倾向划分盘区，沿走向划分采区，上、下层各矿体的盘区间柱和采区间柱在三维空间上对齐布置；在盘区间柱和采区间柱中间位置分别布置主进路和分支进路，多层矿体回采顺序为往上依次回采，同层矿体为上行式开采，由下部盘区向上部盘区依次开采，再利用上部开拓、采准的废石充填下部采空区； (3)各层矿体回采均采用凿岩台车凿岩、铲运机出矿、井下卡车运搬、电机车运输有机结合的方式。
2.根据权利要求1所述的多层矿体三维空间协同采矿法，其特征在于:所述的盘区间柱和采区间柱宽度均为11 13m;盘区沿倾向长80 100m，采区沿走向长60 80m。
3.根据权利要求2所述的多层矿体三维空间协同采矿法，其特征在于:主进路尺寸为4X3.5m，分支进路尺寸为4X3.5m。
4.根据权利要求2所述的多层矿体三维空间协同采矿法，其特征在于:各矿群分别布置独立的溜井系统，上部矿群的溜井系统与下部矿群的溜井系统相沟通。
5.根据权利要求2所述的多层矿体三维空间协同采矿法，其特征在于:在各层矿体一翼布置铲运机斜坡道，通过联道沟通各层矿体主进路、上部运矿巷道和下部运矿巷道。
全文摘要
一种多层矿体三维空间协同采矿法。本发明涉及缓倾斜多层薄-中厚矿体三维空间协同采矿法。其步骤为(1)将多层矿体重组为一个或几个矿群，矿群下部的主要运输巷道与矿体外围通过溜井系统沟通，矿群采取统一采准，分层回采，嗣后充填；(2)各层矿体沿倾向划分盘区，沿走向划分采区，上、下层各矿体的盘区间柱和采区间柱在三维空间上对齐布置；在盘区间柱和采区间柱中间位置分别布置主进路和分支进路，多层矿体回采顺序为往上依次回采，同层矿体为上行式开采，由下部盘区向上部盘区依次开采，再利用上部开拓＼采准的废石充填下部采空区；(3)各层矿体回采均采用凿岩台车凿岩、铲运机出矿、井下卡车运搬、电机车运输有机结合的方式。本发明最大限度地减小多层矿体回采过程中的相互影响和相互制约，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E21C41/22GK103104261SQ201310052478
公开日2013年5月15日 申请日期2013年2月18日 优先权日2013年2月18日
发明者周科平, 邓红卫, 胡普仑, 杨念哥, 高峰, 李志宏, 江波 申请人:中南大学, 云南锡业集团(控股)有限责任公司