[发明专利]一种盘区机械化集中溜井上向水平分层充填采矿法

说明书

技术领域

本发明涉及一种充填采矿法。具体是涉及一种盘区机械化集中溜井上向水平分层充填采矿法。

技术背景

充填采矿法是一种绿色环保的采矿方法，它能即时对采空区进行充填，能有效地减小矿山开采对矿区环境的影响。目前，厚大矿体一般采用空场法、崩落法这两类采矿方法进行开采，这两类采矿方法虽具有生产能力大、回采效率高、回采工艺结构相对简单等优点，但这两类采矿方法开采会造成近期或远期的大面积地表塌陷，塌陷给矿区环境和矿区的工农业安全生产带来严重威胁。

随着国家对矿区环境与安全的日益重视，充填采矿法取代空场法和崩落法进行开采是发展趋势。因此，厚大矿体的矿山将会越来越多地采用充填法进行开采。上向水平分层充填采矿法是一种常用的充填采矿法，然而现有的上向水平分层充填采矿法存在生产能力小、回采效率低、回采工艺结构复杂、劳动强度高等缺陷，不适用于厚大矿体的开采。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种生产能力大、回采效率高、回采工艺简单、开采作业安全性好的盘区机械化集中溜井上向水平分层充填采矿法，该方法适用于厚大矿体开采。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：将阶段内矿体沿矿体走向划分盘区，再将盘区沿矿体走向划分为间隔布置的矿房和间柱，留顶柱和底柱，对矿房和间柱进行水平分层。在盘区下盘布置分段平巷，每3个分层的矿体通过各自对应的采场联络道与1个分段平巷相通；脉外斜坡道与每个斜坡道联络道相通，每个斜坡道联络道与各自对应的分段平巷相通。

在盘区中央布置上阶段穿脉和下阶段穿脉，上阶段穿脉通过通风充填井联络道与各矿房或间柱内的通风充填井相通，下阶段穿脉通过行人滤水天井联络道与各矿房或间柱内行人滤水天井相通。盘区集中溜井布置在脉外，盘区集中溜井与上阶段穿脉和下阶段穿脉相通，盘区集中溜井与每个溜井联络道相通，每个溜井联络道与各自对应的分段平巷连接。

采用机械化开采，先回采矿房，后回采间柱；所有矿房同时回采，自下向上回采一层，充填一层。待矿房充填完毕，再采用与矿房相同的方法回采间柱；当盘区内矿房和间柱充填完毕，进行顶柱和底柱的回采。

回采矿房是指：铲运机和凿岩台车通过脉外斜坡道和斜坡道联络道进入分段平巷，凿岩台车经采场联络道到达矿房最下层矿体后水平打孔，装药和爆破，然后铲运机经采场联络道到达矿房矿体铲运矿石；铲运的矿石依次经过采场联络道、分段平巷和溜井联络道到达盘区集中溜井，由盘区集中溜井溜下的矿石通过下阶段穿脉内的电机车运至下阶段运输大巷。

采用前进式回采，凿岩台车与铲运机交替工作；当第一层矿体采完后，用充填料对采空区和采场联络道进行充填；待充填稳固后，再对上一分层矿体进行回采充填；当3个分层矿体都采充完毕，铲运机和凿岩台车通过脉外斜坡道和斜坡道联络道进入上一个分段平巷，进行回采；依此继续下去，直到采充完所有矿房内矿体。

所述的间隔布置的矿房和间柱的总数为5~7个，矿房和间柱宽度b均为8~15m，矿房和间柱的分层高度h均为5~8m。

所述的充填料分别是：矿房回采时用高强度的充填料进行充填，高强度的充填料的灰砂比为1︰(6~10)；间柱回采时用中等强度的充填料进行充填，中等强度的充填料灰砂比为1︰(10~15)。

所述的脉外斜坡道的坡度β为12~18%。

所述的采场联络道的坡度α为15~18%。

所述的顶柱和底柱的高c均为5~8m。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

①生产能力大

本发明将阶段内矿体以盘区为单位组织生产，盘区内所有的矿房或间柱同步回采，采用凿岩台车和铲运机的无轨高效率采掘设备，机械化程度高，提高了生产能力。

②回采效率高，回采工艺结构简单

本发明设计的盘区内矿房和间柱宽度及分层高度都较大，减少了采准工作量，采用由脉外斜坡道、分段平巷、采场联络道和盘区集中溜井组成的无轨采准系统，凿岩台车打眼，铲运机出矿，实现盘区内所有矿房或间柱的凿岩、爆破、出矿和充填作业相互独立进行，提高了回采效率，降低了回采工艺的复杂性。

③开采作业安全性好

盘区内矿体先采矿房，以间柱支撑围压，矿房采完后，用高强度充填料对采空区进行充填，充填稳定后再回采间柱，并用中等强度的充填料对采空区进行充填，暂留顶柱和底柱，保证了各巷道的稳定性；同时，机械化开采，盘区集中溜井位于盘区中央，从而使开采作业安全性好。