申请/专利权人：安徽马钢矿业资源集团有限公司

申请日：2019-01-08

公开（公告）日：2020-11-27

公开（公告）号：CN109505606B

主分类号：E21C41/22(20060101)

分类号：E21C41/22(20060101);E21F15/00(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.11.27#授权;2019.04.16#实质审查的生效;2019.03.22#公开

摘要：本发明属于地下矿山采矿技术领域，涉及一种地下矿山采矿方法，具体涉及一种预控顶机械化分段空场嗣后充填采矿方法。本发明采用嗣后充填，采矿充填互不影响，工艺简单；利用下向垂直中深孔凿岩爆破方法先对矿房两帮采用预裂爆破，然后进行逐排、分段爆破，减少爆破对相邻矿柱的影响；凿岩巷道进行顶板支护，防止顶板冒落砸坏运矿设备。本采矿方法与机械化上向分段充填法相比，降低吨矿成本，采矿效率提高，生产成本明显降低；损失贫化小，矿石回收率高达91.3％，解决地下矿山较不太稳固的难采矿床的采矿效率、安全及成本的问题。

主权项：1.一种预控顶机械化分段空场嗣后充填采矿方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：1在相邻两个中段开拓巷道18将矿块划分为一个中段，再将中段划分为若干分段，各分段不留顶柱；采场沿垂直于矿体2走向布置，划分为若干相邻的矿房5和矿柱6；2进行采准工程施工，该采准工程包括矿体上盘16脉内出矿联巷4和出矿巷道19，矿体下盘17脉内凿岩联巷3以及矿体上盘16和矿体下盘17脉外斜坡道12；3对矿房5分别进行凿岩巷道20和出矿巷道19掘进，顶板均进行喷锚网支护；凿岩巷道20完成后对其掌子面进行喷锚网支护；出矿巷道19施工完成后，在凿岩巷道20和出矿巷道19之间采用中深孔爆破成井技术形成切割井7并扩成槽；4采用下向垂直中深孔凿岩爆破进行矿房5回采，首先对矿房5两帮进行预裂爆破，然后采用逐排、分段爆破，爆破结束后进行通风；遥控运铲车通过出矿巷道19和出矿联巷4将矿石运至溜井1集中出矿；矿房5回采完成后，采用充填料15对矿房5进行充填；5待矿房5充填完成且形成的充填体8达到规定强度后，对矿柱6采用步骤3作业，然后逐排、分段爆破进行回采，爆破结束后进行通风；遥控运铲车通过出矿巷道19和出矿联巷4将矿石运至溜井1集中出矿；矿柱6回采完成后，采用充填料15对矿柱6依次进行底层和上层充填。

全文数据：一种预控顶机械化分段空场嗣后充填采矿方法技术领域：本发明属于地下矿山采矿技术领域，涉及一种地下矿山采矿方法，具体涉及一种预控顶机械化分段空场嗣后充填采矿方法。背景技术：采矿方法在解决难采矿床开采问题中具有核心作用，其他技术均为实现采矿方法的目标提供支撑。其中充填采矿方法由于具有回采率高、作业安全、保护地表地物等优点，在地下矿山得到广泛应用。目前针对不太稳固的难采矿床主要采用机械化上向进路充填法或下向进路充填法，少数地下矿山采用机械化上向分段充填采矿法。而上向和下向进路充填法采矿效率低，成本高；上向分段充填采矿法因采、充交替进行，所以采矿效率相对较低，且采切比较高。因此，需要解决矿石不太稳固的难采矿床都普遍存在效率低，成本高的问题。发明内容：本发明提供一种预控顶机械化分段空场嗣后充填采矿方法，解决地下矿山较不太稳固的难采矿床的采矿效率、安全及成本的问题。本发明解决技术问题的技术方案如下：一种预控顶机械化分段空场嗣后充填采矿方法，该方法具体包括以下步骤：1在相邻两个中段开拓巷道将矿块划分为一个中段，再将中段划分为若干分段，各分段不留顶柱；沿垂直于矿体走向布置采场，采场划分为若干相邻的矿房和矿柱；2进行采准工程施工，该采准工程包括矿体上盘脉内出矿联巷和出矿巷道，矿体下盘脉内凿岩联巷以及矿体上盘和矿体上盘脉外斜坡道；3对矿房分别进行凿岩巷道和出矿巷道掘进，顶板均进行喷锚网支护；凿岩巷道完成后对其掌子面进行喷锚网支护；出矿巷道施工完成后，在凿岩巷道和出矿巷道之间采用中深孔爆破成井技术形成切割井并扩成槽；4采用下向垂直中深孔凿岩爆破进行矿房回采，首先对矿房两帮进行预裂爆破，然后采用逐排、分段爆破，爆破结束后进行通风；遥控运铲车通过出矿巷道和出矿联巷将矿石运至溜井集中出矿；矿房回采完成后，采用充填料对矿房进行充填；5待矿房充填完成且形成的充填体达到规定强度后，对矿柱采用步骤3作业，然后逐排、分段爆破进行回采，爆破结束后进行通风；遥控运铲车通过出矿巷道和出矿联巷将矿石运至溜井集中出矿；矿柱回采完成后，采用充填料对矿柱依次进行底层和上层充填。进一步地，每段分段高度为10～15m，矿房宽度为6～10m、长度为矿体厚度。进一步地，所述矿体上盘布置有进风井，矿体下盘布置充填回风井；通风时新鲜风流从进风井经出矿联巷进入矿房，污风经凿岩联巷进入充填回风井到达上中段回风巷道后排出。进一步地，所述凿岩巷道掘进直至出矿巷道边帮水平距离5m时停止施工；所述出矿巷道掘进5m时停止施工。进一步地，所述凿岩巷道和出矿巷道的断面规格相同，其宽和高分别为6m和3.5m；所述槽断面的长和宽分别为6m和2.5m。进一步地，所述矿房的充填料为固结材料和全尾砂混合物，配比为1:8；所述矿柱底层和上层的充填料为固结材料和全尾砂混合物，其配比分别为1:20和1:12。本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明采用嗣后充填，采矿充填互不影响，工艺简单；利用下向垂直中深孔凿岩爆破方法先对矿房两帮采用预裂爆破，然后进行逐排和分段爆破，减少爆破对相邻矿柱的影响；凿岩巷道进行顶板支护，防止顶板冒落砸坏运矿设备。本采矿方法与机械化上向分段充填法相比，降低吨矿成本，采矿效率提高，生产成本明显降低；损失贫化小，矿石回收率高达91.3％，解决地下矿山较不太稳固的难采矿床的采矿效率、安全及成本的问题。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：图1是本发明中的主视图；图2是图1中的A-A剖视图；图3是图1中的B-B剖视图；图4是本发明中的凿岩巷道结构示意图；图5是本实施例中充填后的矿房轴向垂直剖视图；图6是本实施例中预裂孔和主炮孔的布置图。图中标号如下：1-溜井；2-矿体；3-凿岩联巷；4-出矿联巷；5-矿房；6-矿柱；7-切割井；8-充填体；9-充填回风井；10-进风井；11-斜坡道联络道；12-斜坡道；13-充填挡墙；14-充填管；15-充填料；16-矿体上盘；17-矿体下盘；18-中段开拓巷道；19-出矿巷道；20-凿岩巷道；21-主炮孔；22-预裂孔。具体实施方式实施例1如图1至图6所示，一种预控顶机械化分段空场嗣后充填采矿方法，该方法具体包括如下步骤：1在相邻两个中段开拓巷道18将矿块划分为一个中段，再将中段划分为若干分段，各分段不留顶柱；沿垂直于矿体2走向布置采场，采场划分为若干相邻的矿房5和矿柱6；其中每段分段高度为10～15m且矿房5宽度为6～10m、长度为矿体2厚度；2进行采准工程施工，该采准工程包括矿体上盘16脉内出矿联巷4和出矿巷道19，矿体下盘17脉内凿岩联巷3以及矿体上盘16和矿体上盘17脉外斜坡道12；具体采准工程如下：在矿体上盘16和矿体下盘脉外17各布置有一条斜坡道12，该斜坡道12与凿岩联巷3及出矿联巷4通过斜坡道联络道11连通；在矿体上盘16脉内布置出矿联巷4和出矿巷道19，在矿体下盘17脉内布置凿岩联巷3，将进风井10设置于矿体上盘16，将充填回风井9设置于矿体下盘17。3对矿房5分别进行凿岩巷道20和出矿巷道19掘进，在凿岩巷道20的顶板喷锚网支护，然后对掌子面进行喷锚网支护；出矿巷道19施工完成后，在凿岩巷道20和出矿巷道19之间采用中深孔爆破成井技术掘进切割井7并扩成槽；该凿岩巷道20掘进直至出矿巷道19边帮水平距离5m时停止施工；出矿巷道19掘进5m时停止施工。所述凿岩巷道20和出矿巷道19的断面规格相同，其宽和高分别为6m和3.5m。该所述槽断面的长和宽分别为6m和2.5m。4采用下向垂直深孔凿岩爆破进行矿房5回采，首先对矿房5两帮采用预裂爆破，然后采用逐排、分段爆破，爆破结束后进行通风；遥控运铲车通过出矿巷道19和出矿联巷4将矿石运至溜井1集中出矿；矿房5回采完成后，采用充填料15对矿房5进行充填；5待矿房5充填完成且形成的充填体8达到规定强度时，对矿柱6采用步骤3作业，采用下向垂直中深孔进行凿岩，逐排、分段爆破进行回采，爆破结束后进行通风；遥控运铲车通过出矿巷道19和出矿联巷4将矿石运至溜井1集中出矿；矿柱6回采完成后，采用充填料15对矿柱6依次进行底层和上层充填。本实施中，步骤4中的预裂爆破：在矿房5两帮及上盘端部钻凿预裂孔22，该预裂孔22孔口距边帮不得大于0.3m且预裂孔22必须在同一平面内；预裂孔22孔在主炮孔21前起爆。本实施例中，为了安全保证，通风时新鲜风流从进风井10经出矿联巷4进入矿房5到达施工处，污风经凿岩联巷3进入充填回风井9到达上中段回风巷道后排出。本实施例中，该矿房5充填过程为：a、在出矿巷道19内砌筑充填挡墙13并在矿房5与凿岩联巷3的连接处砌筑的充填挡墙13上端留有窗口；b、将充填管14穿过该窗口进入矿房5进行充填；c、待充填至距凿岩巷道20顶板2m时，将充填管14固定在继续进行充填。在矿房5与凿岩联巷3的连接处砌筑的充填挡墙13上端留有窗口一是为了将充填管14固定在凿岩巷道20的顶板上，二是为了方便施工人员观察充填情况。矿柱6充填过程与矿房5充填过程的不同之处在于；对矿柱6的充填分为底层和上层充填，底层和上层充填料15依次经充填管14进入矿柱6形成充填体8。所述矿房5的充填料15为固结材料和全尾砂混合物，配比为1:8；所述矿柱6底层和上层的充填料15为固结材料和全尾砂混合物，其配比分别为1:20和1:12。配比越大，强度越大，避免遥控运铲车在进行上分段的工作时造成下分段顶面的下陷，保证施工安全。以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

权利要求：1.一种预控顶机械化分段空场嗣后充填采矿方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：1在相邻两个中段开拓巷道18将矿块划分为一个中段，再将中段划分为若干分段，各分段不留顶柱；采场沿垂直于矿体2走向布置，划分为若干相邻的矿房5和矿柱6；2进行采准工程施工，该采准工程包括矿体上盘16脉内出矿联巷4和出矿巷道19，矿体下盘17脉内凿岩联巷3以及矿体上盘16和矿体上盘17脉外斜坡道12；3对矿房5分别进行凿岩巷道20和出矿巷道19掘进，顶板均进行喷锚网支护；凿岩巷道20完成后对其掌子面进行喷锚网支护；出矿巷道19施工完成后，在凿岩巷道20和出矿巷道19之间采用中深孔爆破成井技术形成切割井7并扩成槽；4采用下向垂直中深孔凿岩爆破进行矿房5回采，首先对矿房5两帮进行预裂爆破，然后采用逐排、分段爆破，爆破结束后进行通风；遥控运铲车通过出矿巷道19和出矿联巷4将矿石运至溜井1集中出矿；矿房5回采完成后，采用充填料15对矿房5进行充填；5待矿房5充填完成且形成的充填体8达到规定强度后，对矿柱6采用步骤3作业，然后逐排、分段爆破进行回采，爆破结束后进行通风；遥控运铲车通过出矿巷道19和出矿联巷4将矿石运至溜井1集中出矿；矿柱6回采完成后，采用充填料15对矿柱6依次进行底层和上层充填。2.根据权利要求1所述的一种预控顶机械化分段空场嗣后充填采矿方法，其特征在于，每段分段高度为10～15m，矿房5宽度为6～10m，其长度为矿体2厚度。3.根据权利要求1所述的一种预控顶机械化分段空场嗣后充填采矿方法，其特征在于，所述矿体上盘16布置有进风井10，矿体下盘17布置充填回风井9；通风时新鲜风流从进风井10经出矿联巷4进入矿房5，污风经凿岩联巷3进入充填回风井9到达上中段回风巷道后排出。4.根据权利要求1所述的一种预控顶机械化分段空场嗣后充填采矿方法，其特征在于，所述凿岩巷道20掘进直至出矿巷道19边帮水平距离5m时停止施工；所述出矿巷道19掘进5m时停止施工。5.根据权利要求1所述的一种预控顶机械化分段空场嗣后充填采矿方法，其特征在于，所述凿岩巷道20和出矿巷道19的断面规格相同，其宽和高分别为6m和3.5m；所述槽断面的长和宽分别为6m和2.5m。6.根据权利要求1所述的一种预控顶机械化分段空场嗣后充填采矿方法，其特征在于，所述矿房5的充填料15为固结材料和全尾砂混合物，配比为1:8；所述矿柱6底层和上层的充填料15为固结材料和全尾砂混合物，其配比分别为1:20和1:12。

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