一种缓倾斜薄矿体Z形对向开采方法

一种缓倾斜薄矿体z形对向开采方法
技术领域
1.本技术涉及采矿领域，具体而言，涉及一种缓倾斜薄矿体z形对向开采方法。


背景技术：

2.在开采地下矿山缓倾斜薄矿体时，采矿方法均受矿体倾角及厚度的限制，一般难以进行大规模的机械化连续开采作业，导致回采工序复杂、效率低、生产材料消耗较多，特别是开采矿体倾角在15
°
～25
°
的矿山时，对于凿岩台车爬坡能力有很大的挑战。
3.目前缓倾斜矿床的开采方法主要是房柱法和崩落法，这两种方法均会制约矿山的生产能力，不能满足现有矿山高效生产的要求。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种缓倾斜薄矿体z形对向开采方法，其具有单个采区采准切割工作量小、生产效率和矿石回收率高、适用矿体倾角范围广的优点。
5.本技术的实施例是这样实现的：
6.本技术实施例提供一种缓倾斜薄矿体z形对向开采方法，包括以下步骤：
7.根据矿体内的阶段运输平巷将缓倾斜薄矿体划分为不同阶段，各个阶段之间预留顶柱和底柱，阶段沿矿体的走向布置采区，各个采区之间预留间柱，采区内划分条带状的矿房，以矿房为基本回采单元进行开采，矿房呈伪倾斜布置，矿房的厚度与阶段的厚度一致；
8.从矿体内的阶段运输平巷掘进切割上山，使切割上山连通阶段运输平巷与上一阶段运输平巷，切割上山呈伪倾斜布置且垂直于矿房倾斜方向，开凿充填回风井连接地表；
9.回采时，循环交替回采位于切割上山底部一端的矿房部分和位于切割上山顶部一端的矿房部分，胶结充填各个矿房后，回采采区内的矿柱并进行胶结充填。
10.在一些可选的实施方案中，采区内不布置溜井。
11.在一些可选的实施方案中，循环交替回采位于切割上山底部一端的矿房部分和位于切割上山顶部一端的矿房部分时，对矿房开采后保留3～5m宽的矿柱。
12.在一些可选的实施方案中，矿房内进行生产爆破时，采用中心锥形掏槽、光面爆破、一次成巷的方法；当回采采区内矿柱时，钻凿上向扇形炮孔，单次回采不得超过3.5m。
13.在一些可选的实施方案中，采场通风时，使新鲜风流经阶段运输平巷进入切割上山，并进入采场；采场内增设风扇，风扇用于将清洗工作面后的污风抽出采场工作面经由切割上山排至充填回风井，并通过充填回风井排出至地表。
14.在一些可选的实施方案中，采场运输时，开采位于切割上山底部一端的矿房部分时，采场内的矿石由无轨设备沿着切割上山运至阶段运输平巷，通过阶段运输平巷运卸至溜井，最后由箕斗运输提升至地面矿仓；开采位于切割上山顶部一端的矿房部分时，采场内的矿石经过无轨设备沿着切割上山运至上一阶段运输平巷，通过上一阶段运输平巷运卸至溜井，最后由箕斗运输提升至地面矿仓。
15.本技术的有益效果是：本技术提供的缓倾斜薄矿体z形对向开采方法具有以下优
点：
16.一是将矿房和切割上山倾斜布置，适用矿体倾角范围广且能适应无轨设备爬坡能力，同时让充填体在矿房内由于自重因素接顶更充分。
17.二是保证采区安全开采的同时采用对向开采，将充填作业与回采作业同时进行且互不影响，使得工艺连续化，生产效率高。
18.三是矿房划分方式简单，单个采区采准切割工作量小，减少工人工作量，降低采矿成本，采区内留设顶底柱和间柱，提高了矿石回收率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
20.图1为本技术实施例提供的缓倾斜薄矿体z形对向开采方法应用某一采区的剖视结构示意图；
21.图2为沿图1中
ⅰ‑ⅰ
向的剖面示意图；
22.图3为沿图1中
ⅱ‑ⅱ
向的上剖面示意图；
23.图4为沿图1中
ⅱ‑ⅱ
向的下剖面示意图；
24.图5为沿图1中
ⅲ‑ⅲ
向的剖面示意图；
25.图6为本技术实施例提供的缓倾斜薄矿体z形对向开采方法沿采区内矿柱回采的剖视结构示意图；
26.图7为沿图6中
ⅳ‑ⅳ
向的剖面示意图；
27.图8为本技术实施例提供的缓倾斜薄矿体z形对向开采方法中采区回采充填完毕的剖视结构示意图。
28.图中：1、顶柱；2、上一阶段运输平巷；3、充填回风井；4、切割上山；5、矿柱；6、间柱；7、充填管道；8、已充填矿房；9、正在充填的矿房；10、矿石堆；11、铲运机；12、炮孔；13、阶段运输平巷；14、底柱；15、正在回采的矿房；16、待回采矿房；17、进路。
具体实施方式
29.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
30.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
31.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。
32.在本技术的描述中，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，或者是该申请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技术和简化描述，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技术的限制。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。
33.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。
34.在本技术的描述中，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技术中的具体含义。
35.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.以下结合实施例对本技术的缓倾斜薄矿体z形对向开采方法的特征和性能作进一步的详细描述。
37.某矿床的矿体倾角15～25
°
，平均水平厚度为4～6m，矿体呈层状或近似层状产出，该矿床矿岩的稳定性较好，处于稳固或中等稳固。使用本技术实施例提供的缓倾斜薄矿体z形对向开采方法开采此矿体，结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8进行详细说明：包括以下步骤：
38.划分采区及回采单元；根据矿体内的阶段运输平巷将缓倾斜薄矿体划分为不同的阶段，相邻的阶段之间预留顶柱1和底柱14，阶段沿矿体走向布置采区，采区沿矿体走向的长度为100～150m，沿倾向的长度为80～120m，相邻的采区之间预留间柱6，间柱6宽度为4～6m，顶柱1和底柱14宽度为8～10m，具体间柱6、顶柱1、底柱14的宽度与顶板的稳定性有关，顶板稳定性好时取小值，稳定性较差时取大值。采区内划分条带状的矿房，以矿房为基本回采单元组织生产，矿房伪倾斜布置且厚度与阶段厚度一致。
39.采准工程布置；从阶段运输平巷13掘进切割上山4，阶段运输平巷13宽度为4～5m，高度为矿体全厚，切割上山4宽度为3.5m～4.5m，高度为3m～3.5m，切割上山4的断面呈三心拱形，切割上山4连通阶段运输平巷13与上一阶段运输平巷2，切割上山4也呈伪倾斜布置，作为人员设备进出采场的联络通道及矿房起始回采的自由面，切割上山4将采区分为上下共20个条带状矿房与4个三角形矿房，单个条带状矿房宽度为8～12m，长度为20～60m，当矿房开采暴露面积过大时可通过锚杆支护与金属网联合使用来加强顶板稳定性，从而确保安全作业，通过切割上山4向条带状矿房和三角形矿房分别开凿进路17用于运输和充填作业，
进路17宽度为4～6m，进路17彼此之间的间隔6～8m，矿房倾斜方向与切割上山4方向相互垂直。开凿充填回风井3连接地表，采区内不布置溜井。矿房开采后保留3～5m宽度的矿柱5。
40.开采与充填；在单个采区内将所有采场分为位于切割上山4上侧和位于切割上山4下侧两个部分，回采时，首先采用a步骤回采采区内切割上山4底端即左下角区域的矿房，随后采用b步骤回采采区内切割上山4顶端即右上角区域矿房，a步骤和b步骤循环交替进行，胶结充填矿房后进行c步骤回采采区内矿柱5，矿柱5采完后对其胶结充填。其中，a步骤回采左下角区域矿房时由左至右依次回采各个矿房，并使用充填管道7对正在充填的矿房9进行充填，等待充填体稳定。b步骤在左下角区域矿房胶结充填和待稳定期间回采右上角区域矿房，右上角矿房回采由右至左依次进行，在充填右上角区域采空区矿房并等待充填体稳定的同时回采左下角区域充填体相邻的待回采的矿房16，就这样a步骤与b步骤依次循环交替回采充填矿房，开采时单次进深2～3m，单个矿房的矿石8～20次采完，单个矿房回采完毕后，位于切割上山4上侧的矿房在进路17处安装充填挡墙，通过充填回风井3向采空区进行充填，位于切割上山4下侧的矿房回采完毕后通过进路17充填矿房。c步骤回采切割上山4与矿房间的矿柱5并对回采矿柱产生的采空区进行胶结充填。
41.凿岩爆破；正在回采的矿房15内进行生产爆破时，单次爆破进深2～3m，采用中心锥形掏槽、光面爆破、一次成巷，采用毫秒导爆管雷管微差起爆，严格控制每段爆破炸药量以减轻爆破作业对已充填矿房8的破坏以及相邻的待回采矿房16的完整性，炮孔12直径50～75mm，炮孔间距和排距0.6～1.0m；回采采区内矿柱5时，钻凿上向扇形炮孔，单次回采不得超过3.5m，避免碎涨空间过小，造成通风困难。
42.采场通风；新鲜风流经阶段运输平巷13进入切割上山4，并通过进路17进入采场，采场内增设风扇，清洗工作面后将污风抽出采场工作面，经由切割上山4排至充填回风井3，然后通过充填回风井3排除至地表。
43.采场运输；开采左下角区域矿房时，采场内的矿石堆10由无轨设备铲运机11沿着切割上山4向下运至阶段运输平巷13，通过阶段运输平巷13运卸至溜井，最后由箕斗运输提升至地面矿仓。开采右上角区域矿房时，采场内的矿石堆10经过无轨设备铲运机11沿着切割上山4向上运至上一阶段运输平巷2，通过上一阶段运输平巷2运卸至溜井，最后由箕斗运输提升至地面矿仓。
44.以上所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。