一种薄至中厚矿脉脉外采准机械化分层充填采矿新方法与流程

1.本发明属于矿山开采领域，具体为一种薄至中厚矿脉脉外采准机械化分层充填采矿新方法。


背景技术：

2.采用脉外采准系统的机械化分层充填采矿法开采薄至中厚矿脉过程中，需要施工每隔10-15m经斜坡道(开拓工程)施工分段平巷，每隔50-60m经分段平巷施工分层联络巷，如此往往造成采切比大、采切准备时间长、采矿经济效益较低等弊端。
3.随着高价值矿脉的逐渐被开采，开采水平的下移，一些品位低的薄至中厚矿脉经济开采问题日益突出，给此类矿山生存发展带来不利。面对这种问题，通常采用脉内采准系统，将铲运机或者电耙提前放入采场，充填时将出矿设备等吊在采场顶板或者开到废石堆上，依次逐层进行开采，同时人员、材料和设备均需通过脉内井进入采场，造成该方法生产效率低、劳动强度大、生产能力小、安全管理和生产监督难，如果矿山生产紧张、可布采场矿块不足，将无法使用该方法开采，严重制约类似矿床开采的经济性。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种采切比小、采切准备时间短、提高采矿效率的薄至中厚矿脉脉外采准机械化分层充填采矿新方法。
5.本发明提供的这种薄至中厚矿脉脉外采准机械化分层充填采矿新方法，根据矿脉的探矿网度划分回采盘区，在回采盘区矿脉下盘/上盘近脉外平行矿脉走向，施工一条折返式采准斜坡道，折返式采准斜坡道的折返处布置倒车硐室，折返式采准斜坡道每上升一个分层高度施工一条分层联络巷，折返式采准斜坡道外连通一条脉外溜矿井；采场回采时，经分层联络巷进入矿脉，采出的矿石通过运矿设备经分层联络巷和折返式采准斜坡道送入脉外溜矿井；每个分层回采完毕，在分层联络巷口设置充填挡墙，并进行充填处理，待充填体养护至设计强度后，转入下一分层回采，直至该盘区回采完毕。
6.上述方法的一种实施方式中，探矿网度为(20-25m)
×
(20-25m)。
7.上述方法的一种实施方式中，矿脉每隔70-100m划分为一个回采盘区。
8.4、如权利要求1所述的薄至中厚矿脉脉外采准机械化分层充填采矿新方法，其特征在于折返式采准斜坡道距矿脉的距离为5～8m。
9.上述方法的一种实施方式中，分层高度为3-5m。
10.上述方法的一种实施方式中，盘区回采采用上向充填采矿或者下向分层充填采矿。
11.上述方法的一种实施方式中，上向分层充填采矿的充填体胶面强度达到1mpa即可；下向分层充填采矿的充填体强度要求不低于5mpa，充填体底部需铺设钢筋网，并与锚入上盘的锚杆焊接。
12.上述方法的一种实施方式包括以下步骤：
13.(1)划分回采盘区，确定开采高度为中段高度，确定中段的分层高度；
14.(2)施工折返式采准斜坡道；
15.(3)施工与折返式采准斜坡道连通的脉外溜矿井作为采出矿石下放的通道；
16.(4)折返式采准斜坡道对应每个分层高度处施工穿透矿脉边界的分层联络巷；
17.(5)盘区内分层回采，分层内自分层联络巷进入采场，往两侧同时推进直至盘区边界；
18.(6)爆破落矿，通风结束后，采用运矿设备经折返式采准斜坡道和分层联络巷进入采场铲运矿石，原路返回将矿石倒入脉外溜矿井，矿石从溜矿井进入运输中段后运出地表；
19.(7)分层回采完毕后，在分层联络巷设置充填挡墙，进行充填处理，待充填体养护至设计强度后，经下一回采分层的分层联络巷进入矿体，开始新的回采循环，直至盘区回采完毕。
20.本发明通过近矿脉外施工一条折返式采准斜坡道来代替现有技术的开拓斜坡道和分段平巷工程，节省了大量工程，也实现铲运机高效出矿，以及人员、材料、设备等可自该斜坡道轻松进入采矿作业面。解决了矿山没有开拓斜坡道无法引入机械化装备的困境，保证了采出矿效率，降低了劳动强度、节省了开拓斜坡道的高昂费用，改善了井下生产管理和安全监督工作。从折返式斜坡道施工分层联络巷，使得分层联络巷的长度很短，极大的减少了现有技术大量的分层联络巷工程。总的来说，该采矿方法在保证较高采出矿效率和较低劳动强度的前提下，大幅减少了采切工程(分段平巷、分层联络巷)，降低了采切比、采矿综合成本，也兼顾了生产管理和安全监管的需求，达到较低品位薄至中厚矿脉机械化安全高效、低成本、经济开采的目的。有效的解决了采用分层充填法安全、高效、低成本经济开采较低价值薄至中厚矿脉时的难题。
附图说明
21.图1为本发明实施例一的采准工程立面布置示意图。
22.图2为图1中的a-a断面示意图。
23.图3为图1中的b-b断面示意图。
24.图4为本发明实施例二的采准工程立面布置示意图。
25.图5为图4中的c-c断面示意图。
26.图6为图4中的d-d断面示意图。
27.图中序号：
28.1-主巷；2-穿脉；3-折返式采准斜坡道；4-脉外溜矿井；5-溜井联络巷；
29.6-分层联络巷；7-充填通风天井；8-假底铺筋；9-充填体；10-倒车硐室；11-中段平巷；12-锚杆；13-铺筋；14-吊筋。
具体实施方式
30.本发明为解决薄至中厚矿脉脉外采准机械化分层充填采矿法采切比大、采切准备时间长、采矿经济效益较低的问题，采用的新方法为：
31.根据矿脉的探矿网度划分回采盘区，在回采盘区矿脉下盘/上盘近脉外平行矿脉走向，施工一条折返式采准斜坡道，折返式采准斜坡道的折返处布置倒车硐室，折返式采准
斜坡道每上升一个分层高度施工一条分层联络巷，折返式采准斜坡道外连通一条脉外溜矿井；采场回采时，经分层联络巷进入矿脉，采出的矿石通过运矿设备经分层联络巷和折返式采准斜坡道送入脉外溜矿井；每个分层回采完毕，在分层联络巷口设置充填挡墙，并进行充填处理，待充填体养护至设计强度后，转入下一分层回采，直至该盘区回采完毕。
32.在上述方法指导下的实施例一(结合图1至图3)的具体步骤如下：
33.(1)通过坑探或坑内钻将矿脉探矿网度控制在(20-25m)
×
(20-25m)，矿脉每隔70-100m划分为一个回采盘区，开采高度为中段高度，分层高度为3-5m，具体可根据矿体和围岩稳固情况确定。
34.(2)从矿脉下盘开始，距脉外5m左右位置，平行矿脉走向施工一条折返式采准斜坡道(以下简称脉外斜坡道)，规格为2.8m
×
2.8m。脉外斜坡道的折返处设置倒车硐室。
35.(3)在盘区中间位置施工一条脉外溜矿井，规格为φ1.4m，该溜矿井与脉外斜坡道连通，作为采出矿石下放的通道。
36.(4)每抬高一个回采分层高度3-5m，在脉外斜坡道上施工分层联络巷，规格为2.8m
×
2.8m，并穿透矿脉边界。即分层联络巷的长度仅为脉外斜坡道与矿脉之间的距离5m左右，很短。
37.(5)本实施例的回采盘区内采用分层自下而上(上向分层充填采矿)逐层依次回采完矿脉；分层内自分层联络巷进入采场，往两侧同时推进直至盘区边界，为前进式回采。
38.(6)采用浅孔凿岩机施工炮孔，爆破落矿，通风结束后，采用铲运机经脉外斜坡道、分层联络巷进入采场铲运矿石，最后原路返回将矿石倒入脉外溜矿井，再进入运输中段，运出地表。
39.(7)分层回采完毕后，在分层联络巷设置充填挡墙，集中进行充填处理。待充填体养护到设计强度(胶面强度达到1mpa)后，经下一回采分层的联络巷进入矿脉，开始新的回采循环，直至盘区回采完毕。
40.在上述方法指导下的实施例二(结合图4至图6)的具体步骤参照实施例一，不同之处在于步骤(2)中，从矿脉上盘开始施工脉外斜坡道；步骤(7)中充填时，充填体强度要求不低于5mpa，并且充填体底部需要铺设钢筋网，并通过吊筋与锚入上盘的锚杆焊接为一个整体。
41.本方法的主要创新在于通过在近矿脉外、沿矿脉走向施工折返式采准斜坡道，让机械化设备、人员、材料等方便经该临时斜坡道进入采场，保证了采出矿效率，并降低了劳动强度，方便了生产管理和安全监督；采用较高的控矿网度，“紧贴”矿脉施工极短的分层联络巷，节约了大量的分层联络巷工程和采准时间，大幅降低了采切比和采矿综合成本。
42.经验证，本方法可节省现有技术开拓斜坡道约360m长的高昂费用；通过将矿脉探矿网度控制在(20-25m)
×
(20-25m)范围内，方便距矿脉5m施工脉外斜坡道，将原本自分段平巷施工至矿脉的分层联络巷由原来的约35m降到5m，节省工程量约240m，大幅度降低了采切比约26％，可有效解决采用分层充填法安全、高效、低成本经济开采较低价值薄至中厚矿脉时的难题。