[发明专利]一种倾斜薄矿脉的机械化开采与废石充填方法

说明书

本发明公开了一种倾斜薄矿脉的机械化开采与废石充填方法。采用脉外斜坡道开拓、分段运输平巷联络、盘区溜井出矿的采准方式，自下而上逐层回采矿体；采用独头掘进的方式完成拉底进路回采；通过刷扩下盘围岩、抛掷爆破进行采空区废石充填；利用铲运机清渣，并在刷扩区与采空区之间架设隔离挡板；采用凿岩台车利用刷扩区所形成的采空区作为自由面向下压采矿体，提高回采效率；移走隔离挡板，再次进行下盘刷扩，重复上述步骤，直至整个分段回采作业结束。本发明具有机械化程度高、充填工艺简单、综合成本低、采场生产能力大、安全性好等优点。

技术领域

本发明属于采矿工程技术领域，具体涉及到一种倾斜薄矿脉的机械化开采与废石充填方法。

背景技术

针对倾斜薄矿脉，目前最常用的开采方式为上向水平进路充填采矿法，即采用独头进路掘进的方式自下而上回采矿体，采一层充一层，直至整个阶段矿体回采完毕。由于矿脉较薄、作业面尺寸受限，此类矿体开采作业中仍主要使用手持式凿岩机、电耙等落后的采掘设备，普遍存在采场通风条件差、工人劳动强度大、采掘效率低、生产成本高、安全风险大等诸多问题。

同时，上向水平进路充填采矿法在每分层回采结束后必须充填采空区、消除采空区安全隐患、防止地表沉降。目前常用的尾砂充填工艺虽然自动化程度高、充填效果好，但是需要矿山在地面建设尾砂充填站、在井下铺设长距离充填管道，才能将充填料浆输送至采空区内，不仅需要一次性投入大量资金，且充填工艺复杂、管道磨损和堵漏等故障点多，在很大程度上会影响开采效率、增加生产成本。

随着采掘设备的小型化和精细化，利用小型机械化设备，开发一种凿岩台车向下压采、铲运机清渣出矿，扩刷两帮围岩废石充填采空区的机械化充填采矿方法，不仅可以大幅提高采场生产能力、改善采场通风条件、降低工人劳动强度，还可以大大简化采场充填工序、降低充填成本。

发明内容

为了解决现有倾斜薄矿脉开采工艺与装备水平落后、充填成本高、生产效率低下、回采作业安全性差的技术问题，本发明提供了一种倾斜薄矿脉的机械化开采与废石充填方法，具有机械化程度高、充填工艺简单、综合成本低、采场生产能力大、安全性好的优点。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，

一种倾斜薄矿脉的机械化开采与废石充填方法，包括以下步骤：

步骤一，拉底进路掘进：利用小型凿岩台车凿岩，经爆破通风后，由小型铲运机出矿，采用独头掘进的方式完成拉底进路回采；

步骤二，拉底进路下盘扩帮：计算上部采场位置及所需扩帮量，进行炮孔参数设计，以回采结束后的拉底进路为自由面，采用小型凿岩台车在拉底进路下盘侧帮施工炮孔，侧向抛掷爆破下盘围岩充填采空区；

步骤三，铲运机清渣及隔离挡板架设：通过小型铲运机清理上部进路面上的崩落废石，并在上部采场边界位置架设隔离挡板；

步骤四，上部进路压采：待隔离挡板架设完毕后，采用小型凿岩台车钻凿水平炮孔，利用刷扩区空间向下压采矿石，经爆破通风后，由小型铲运机出矿，循环压采整个上部进路；

步骤五，上部进路下盘扩帮：移走全部隔离挡板，计算上部采场位置及所需扩帮量，进行炮孔参数设计，以回采结束后的上部进路为自由面，采用小型凿岩台车在上部进路下盘侧帮施工炮孔，侧向抛掷爆破下盘围岩充填采空区；循环上述步骤，自下而上压采上部未动矿体，直至分段回采作业结束。

所述的一种倾斜薄矿脉的机械化开采与废石充填方法，阶段高度30~40m、分段高度9~12m，进路高度3~4m，长度应≤100m、进路宽度≥1.5m，采用脉外斜坡道开拓、分段运输平巷联络、盘区溜井出矿的采准方式，自斜坡道施工分段运输平巷和分层联络道与进路和溜井连通，自下而上逐层回采矿体。

进一步地，所述步骤二中，拉底进路下盘应扩帮至与上部进路边界齐平处，自进路顶部向下算，扩刷高度应为1.5~2m，扩刷面积应≤进路断面面积的60%。