薄至中厚矿体机械采矿结构及其采矿方法与流程

1.本发明涉及采矿技术领域，尤其是涉及一种薄至中厚矿体机械采矿结构及其采矿方法。


背景技术：

2.我国对于矿床规模较小产状复杂的急倾斜长走向矿体的开采，常用的方法有浅孔留矿法、削壁充填法和房柱法等，在行业中公认的薄矿体范围一般为0.8m~4m，中厚矿体的厚度一般为4m~20m。近些年来，随着我国装备和充填技术水平的研发成功、引进和推广应用，技术成熟的充填工艺和无轨设备得到广泛应用，国内急倾斜薄至中厚矿体的开采技术也有很大进展，新的采矿法相继出现，技术经济指标明显得到改善。但金属矿目前仍以传统凿岩爆破采矿法为主，尤其采用气腿子人工凿岩爆破的方式进路采矿，机械化程度低、员工劳动强度大，同时凿岩爆破振动大，对破碎矿岩形成冲击破坏的同时还造成了炸药爆破的能量损耗，增大了冒顶、片帮等安全隐患，增加了超挖量、矿石贫化和支护作业时间，延长了支护时间。存在劳动强度大、凿岩效率低、生产能力小、安全事故频发等诸多缺点。
3.现有技术中，悬臂式掘进机通过机械破岩，作为巷道掘进的主要装备之一，在煤矿取得了较高的成就，设备的截割功率、稳定性和截割岩石硬度较以往均有大幅度的提高。近几年悬臂式掘进机推陈出新，设备的稳定性和可靠性在矿山生产中得到了检验。专用除尘设备的研发和应用，解决了岩巷掘进面临的粉尘问题，悬臂式掘进机应用于金属矿山采矿作业的可行性进一步提高。
4.但是，掘进机在脉内采准工程较大，同时，由于掘进机转弯半径较大，对于分段平巷中的多个掘进机，无法使其均进入矿体内进行开采作业，仍然需要开出分段平巷后掉头进入，浪费开采时间。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种薄至中厚矿体机械采矿结构及其采矿方法，以缓解现有技术中存在的采准工程较大和浪费开采时间的技术问题。
6.本发明提供的薄至中厚矿体机械采矿结构，包括：矿体主体、第一联络道、第二联络道和斜坡道；所述斜坡道设置在所述矿体的一侧，所述斜坡道与所述矿体之间设置有所述第一联络道和所述第二联络道；所述第一联络道的一端和所述第二联络道的一端均与所述斜坡道连接，所述第一联络道的另一端和所述第二联络道的另一端均与所述矿体主体连接，且所述第一联络道伸入所述矿体主体内的开口方向与所述第二联络道伸入所述矿体主体内的开口方向相反设置。
7.在可选的实施方式中，所述第一联络道和所述第二联络道均与所述斜坡道呈夹角设置。
8.在可选的实施方式中，所述第一联络道伸入所述矿体主体的开口远离所述斜坡道设置，所述第二联络道伸入所述矿体主体的开口靠近所述斜坡道设置。
9.在可选的实施方式中，所述矿体主体包括第一采场和第二采场；所述第一采场和所述第二采场连接，所述第一联络道与所述第二采场连通设置，所述第二联络道与所述第一采场连通设置。
10.在可选的实施方式中，所述第一采场和所述第二采场内均设置有回采进路；所述回采进路设置有多个，多个所述回采进路沿着所述第一采场的宽度方向依次布置，每个所述回采进路均沿着所述第一采场的长度方向延伸布置。
11.在可选的实施方式中，所述第一采场和所述第二采场内还均设置有进路联络道；所述进路联络道分别与所述第一采场和所述第二采场的宽度方向呈夹角布置，所述进路联络道与每个所述回采进路连通。
12.在可选的实施方式中，所述第一采场和所述第二采场内还均设置有脉内联络道；所述脉内联络道设置在所述进路联络道和所述第二联络道之间，所述脉内联络道分别与所述进路联络道和所述第二联络道连接。
13.在可选的实施方式中，所述第一采场和所述第二采场内均设置有溜井和溜井联络道；所述溜井通过所述溜井联络道与所述回采进路连通，所述溜井沿所述矿体主体的高度方向倾斜布置，所述溜井联络道与所述回采进路垂直布置。
14.第二方面，本发明提供的基于所述薄至中厚矿体机械采矿结构的采矿方法，包括以下步骤：沿竖直方向将矿体主体划分为多个分段，并在每个分段内划分第一采场和第二采场；在每个分段水平方向的一侧开采一个斜坡道，并使每个分段均与一个斜坡道相对；从每个斜坡道向对应的分段掘进，以形成第一联络道和第二联络道；将第一采场和第二采场分别划分为多个回采进路，并通过每个第二联络道分别掘进脉内联络道和进路联络道与每个回采进路连通，以使掘进机能够经斜坡道、第一联络道或第二联络道、脉内联络道和进路联络道进入每个回采进路内进行开采。
15.在可选的实施方式中，还包括：第一台掘进机通过第一联络道进入第二采场内进行掘进，第二台掘进机通过第二联络道进入第一采场内进行掘进。
16.本发明提供的薄至中厚矿体机械采矿结构，包括：矿体主体、第一联络道、第二联络道和斜坡道；斜坡道设置在矿体的一侧，斜坡道与矿体之间设置有第一联络道和第二联络道；第一联络道的一端和第二联络道的一端均与斜坡道连接，第一联络道的另一端和第二联络道的另一端均与矿体主体连接，且第一联络道伸入矿体主体内的开口方向与第二联络道伸入矿体主体内的开口方向相反设置，掘进机分别通过第一联络道和第二联络道进入矿体主体后，可以对矿体主体的不同方向进行掘进，仅需掘进第一联络道和第二联络道即可，无需掘进大量分段平巷，同时还可以采用两个掘进机对矿体主体内不同方向进行掘进，节约了开采时间。缓解了现有技术中存在的采准工程较大和浪费开采时间的技术问题，达
到了减小采准工程，同时节约开采时间的技术效果。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明实施例提供的薄至中厚矿体机械采矿结构及其采矿方法的薄至中厚矿体机械采矿结构的结构示意图；图2为本发明实施例提供的薄至中厚矿体机械采矿结构及其采矿方法的薄至中厚矿体机械采矿结构的又一结构示意图；图3为本发明实施例提供的薄至中厚矿体机械采矿结构及其采矿方法的薄至中厚矿体机械采矿结构的再一结构示意图；图4为本发明实施例提供的薄至中厚矿体机械采矿结构及其采矿方法的薄至中厚矿体机械采矿结构的剖视图；图5为本发明实施例提供的薄至中厚矿体机械采矿结构及其采矿方法的薄至中厚矿体机械采矿结构的又一剖视图。
19.图标：1-斜坡道；2-第一联络道；3-第二联络道；4-第一采场；5-第二采场；6-回采进路；7-脉内联络道；8-进路联络道；9-溜井；10-溜井联络道。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
21.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
23.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构
一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
25.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.本实施例中到的薄矿体范围一般为0.8m~4m，中厚矿体的厚度一般为4m~20m。
28.目前，掘进机在脉内采准工程较大，同时，由于掘进机转弯半径较大，对于分段平巷中的多个掘进机，无法使其均进入矿体内进行开采作业，仍然需要开出分段平巷后掉头进入，浪费开采时间。
29.有鉴于此，如图1-图5所示，本发明实施例提供的薄至中厚矿体机械采矿结构，包括：矿体主体、第一联络道2、第二联络道3和斜坡道1；斜坡道1设置在矿体的一侧，斜坡道1与矿体之间设置有第一联络道2和第二联络道3；第一联络道2的一端和第二联络道3的一端均与斜坡道1连接，第一联络道2的另一端和第二联络道3的另一端均与矿体主体连接，且第一联络道2伸入矿体主体内的开口方向与第二联络道3伸入矿体主体内的开口方向相反设置。
30.本发明实施例提供的薄至中厚矿体机械采矿结构，包括：矿体主体、第一联络道2、第二联络道3和斜坡道1；斜坡道1设置在矿体的一侧，斜坡道1与矿体之间设置有第一联络道2和第二联络道3；第一联络道2的一端和第二联络道3的一端均与斜坡道1连接，第一联络道2的另一端和第二联络道3的另一端均与矿体主体连接，且第一联络道2伸入矿体主体内的开口方向与第二联络道3伸入矿体主体内的开口方向相反设置，掘进机分别通过第一联络道2和第二联络道3进入矿体主体后，可以对矿体主体的不同方向进行掘进，仅需掘进第一联络道2和第二联络道3即可，无需掘进大量分段平巷，同时还可以采用两个掘进机对矿体主体内不同方向进行掘进，节约了开采时间。缓解了现有技术中存在的采准工程较大和浪费开采时间的技术问题，达到了减小采准工程，同时节约开采时间的技术效果。
31.本发明实施例提供的基于薄至中厚矿体机械采矿结构的采矿方法，包括以下步骤：沿竖直方向将矿体主体划分为多个分段，并在每个分段内划分第一采场4和第二采场5；在每个分段水平方向的一侧开采一个斜坡道1，并使每个分段均与一个斜坡道1相对；从每个斜坡道1向对应的分段掘进，以形成第一联络道2和第二联络道3；将第一采场4和第二采场5分别划分为多个回采进路6，并通过每个第二联络道3分别掘进脉内联络道7和进路联络道8与每个回采进路6连通，以使掘进机能够经斜坡道1、第一联络道2或第二联络道3、脉内联络道7和进路联络道8进入每个回采进路6内进行开采。
32.关于第一联络道2、第二联络道3、斜坡道1和矿体主体的形状和结构，以及基于薄至中厚矿体机械采矿结构的采矿方法，具体的：第一联络道2和第二联络道3可以呈直线状，也可以呈半圆弧状，第一联络道2和第二联络道3可以设置在同一平面上，也可以沿着斜坡道1的延伸方向间隔布置，在第一联络道2和第二联络道3设置在同一平面时，第一联络道2和第二联络道3通过水平段的平巷连接
在斜坡道1上，以使第一联络道2和第二联络道3之间留有一定距离，方便井下机械的通过，第一联络道2伸入第一采场4内并经第一采场4后通过脉内联络道7与第二采场5内的回采进路6连通，以使掘进机能够经第一联络道2和脉内联络道7进入第二采场5内的回采进路6中开采，而第二联络通道伸入第二采场5后，经另一个脉内联络道7与第一采场4内的回采进路6连通，以使掘进机能够经第二联络道3和另一个脉内联络道7进入第一采场4内的回采进路6中开采，其中，第一联络道2与斜坡道1连接处的开口方向可以与第二联络道3与斜坡道1连接处的开口方向相同，也可以相反，在相同时，掘进机可以在斜坡道1内沿固定方向分别通过第一联络道2和第二联络道3进入矿体内，对矿体进行相反方向的进行开采；而在相反的状态下，斜坡道1内的掘进机进入第一联络道2和第二联络道3时的运动方向相反，即，两个互相远离运动的掘进机可以分别进入第一联络道2和第二联络道3，在实际掘进过程中，掘进机可以通过第一联络道2进入第二采场5内进行开采，开采完成后经第一联络道2退出，并经第二联络道3进入第一采场4内进行开采，也可以通过设置两台掘进机分别进入第一联络道2和第二联络道3，使两台掘进机同时分别对第一采场4和第二采场5进行开采，进一步地，矿体主体可以为金属矿山长走向的矿体，斜坡道1设置在矿体主体的一侧，且斜坡道1沿水平和高度方向倾斜布置，斜坡道1与矿体主体平行布置，斜坡道1与矿体主体之间的距离为20m~200m，斜坡道1转弯段转弯半径为15m~30m，斜坡道1断面尺寸3m~6m宽，3m~6m高，坡度为-10%~-20%，斜坡道1可以设置有多个，在每个第一联络道2和每个第二联络道3与斜坡道1连接处，斜坡道1设置为水平，而在相邻的两个斜坡道1之间采用最短距离的连通方式开采连通，以使第一联络道2和第二联络道3位于同一水平面上，斜坡道1各分段水平设置缓坡段用于开设第一联络道2和第二联络道3，从而使斜坡道1呈阶梯状，第一联络道2和第二联络道3的断面尺寸中，宽度为3m~6m，高度为3m~6m，弧形的第一联络道2和第二联络道3的转弯半径为15m~30m，矿体主体的分段中，分段可以包括多个分层，每个分段高度可以设置为9m~30m，矿体主体的每个分段可以通过2~8次开采，每次开采高度可以设置为3m~8m，即，分层的高度为3m~8m，在每次开采时，先对每个分段下端进行开采，开采后进行充填，然后对充填上方的矿体进行开采，依次沿竖直方向向上开采，直至采完该斜坡道1对应的矿体主体的分段，也可以首先对每个分段上方的分层进行开采，开采后进行充填，然后对下方的分层依次进行开采，同时，在一个分段完成开采后，掘进机可以退回斜坡道1中，并经斜坡道1进入其他分段进行开采，而其中，第一采场4和第二采场5内均设置有进路联络道8，每个进路联络道8与矿体走向的夹角为20
°
~60
°
，脉内联络道7的坡度为-20%~20%，沿矿体走向方向每隔50m~200m设置有一个进路联络道8，且第一采场4和第二采场5内设置的回采进路6的宽度均为3m~7m，高度为开采高度，沿矿体走向方向每间隔20m~150m设置一条溜井9用于出矿，每个溜井9通过溜井联络道10与回采进路6连通，沿矿体走向方向每间隔20m~150m，设置一条充填通风井用于通风与充填，矿石溜井9与充填通风井高度为中段高度，矿石溜井9与充填通风井位置可布置于矿体上盘或下盘，在单条回采进路6完成开采后进行充填。
33.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。