一种并段并采场无顶柱下向胶结充填采矿方法技术

一种并段并采场无顶柱下向胶结充填采矿方法：其采场布置，按照中段划分两个并列布置的采场；其采准切割工程，天井采用反井钻机一次直通成井两个中段，一个天井控制控制左右两个采场；切割巷道比运输穿脉巷道降低一层充填体高度，消除原有的顶柱；其回采工艺采用进路式下向回采，回采作业处于上一层充填体下方，配合上盘锚网支护；其通风支护工程利用顺路通风井进行回风，采用管缝式锚杆联合钢网对上盘进行支护；其充填工程预留顺路行人井、顺路通风井、端部顺路井；本发明专利技术的采矿方法，具有贫化损失率低、施工工艺简单、施工工程量小、采场通风良好、安全性高、采矿成本低的优点，为软弱破碎急倾斜薄矿脉开采提供了极佳的解决方案。

【技术实现步骤摘要】
一种并段并采场无顶柱下向胶结充填采矿方法
本专利技术涉及软弱破碎急倾斜薄矿脉采矿
，具体涉及一种并段并采场无顶柱下向胶结充填采矿方法。
技术介绍
在软弱破碎急倾斜薄矿脉开采时，通常采用下向进路胶结充填采矿法，在进行脉内天井施工时，一般采用错位布置形式，即同一条矿体上下中段布置天井时上下口错位3～5m，同一中段天井相隔40米，每个天井控制左右两侧各20米的采场；为了保证回采首层的安全及采准工程的稳定性，须预留顶柱，该部分资源需在回采结束后再进行二次回收，但在实际工程应用中，沿脉工程的稳定性无法得到保证，配套的通风充填井无法维持，造成采场温度高、安全出口少，安全作业无法得到有效保证；另外采用该方法采准工程量较大，整体回采成本高；同时受限于巷道宽度及大量的坑木支护，采掘巷道内矿石难以施行机械运输，采用人工出矿，造成采场长度受限，整体回采效率不高；并且由于作业面长度有限，实施充填工程时单次充填量小，充填连续性差，因此增加了充填工程施工次数，造成充填管道使用频率高、冲洗维护工作量大、寿命降低等问题；上述采矿方法在实际操作过程中不能更加合理的利用矿产资源，从损失贫化率、安全意义及经济意义考虑，均不利于现代采矿方法的发展。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
中的不足，本专利技术公开了一种并段并采场无顶柱下向胶结充填采矿方法：其采场布置，按照中段划分两个并列布置的采场；其采准切割工程，脉内天井采用反井钻机一次直通成井两个中段，施工效率高，且减少了天井数量，降低了天井施工工程量；天井双向控制作业面长度长，单次充填作业量大、连续性好，充填管道使用频率低、维护工作量小、使用寿命长；切割工程比运输穿脉巷道降低一层充填体高度，消除原有的顶柱，因此无需再对顶柱进行二次回收，解决了原有顶柱二次回收成本高且作业安全性无法得到保证的问题；其回采工艺；采用进路式下向回采，回采作业一直处于上一分层充填体下方，沿脉工程稳定性高，配合上盘锚网支护，可采用机械运输，提高出矿效率；且配套的通风井、行人井维持良好，确保了采矿作业掌子面的通风安全及意外发生时采矿作业人员的撤离安全；其通风支护工程，利用顺路通风井进行回风，回风通路可确保始终畅通；采用管缝式锚杆联合钢网对上盘进行支护，进行充填工程时，管缝式锚杆联合钢网使充填体与采掘巷道结合更加牢固的优点；其充填工程预留顺路行人井、顺路通风井、端部顺路井。为了实现所述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种并段并采场无顶柱下向胶结充填采矿方法：采场布置方式为：沿矿脉走向及矿脉倾斜角并列布置采场，根据矿脉宽度确定采场宽度；沿矿脉垂直高度将采场划分两个中段，每个中段包括脉外主运巷道、运输穿脉巷道、穿脉巷道、脉内措施巷道、采矿巷道；各中段垂直高度差40m，各中段通过穿脉巷道控制矿脉宽度；在采准切割工程施工前，首先施工完成脉外主运巷道、运输穿脉巷道、穿脉巷道；所述运输穿脉巷道、穿脉巷道间距40m；采准切割工程施工方法为：S1、在上部中段的运输穿脉巷道矿体位置利用反井钻机沿矿脉施工一条脉内天井，脉内天井贯穿连通两个中段，实现脉内天井的并段，并段后脉内天井总高度为80m；采用反井钻机一次直通成井两个中段，具有施工效率高的优点；同时，利用一条脉内天井施工切割工程控制中段左右两侧至穿脉巷道，实现采矿作业的并采场；并采场后一条脉内天井控制左右两侧各40m、实际共80m的采掘距离，相较以往的错位天井各控制40m的采掘方法，在脉内天井施工中，实际减少了30%的施工量，因此极大降低了脉内天井施工成本，同时也极大缩短了施工周期；S2、各中段以脉内天井为中心，沿矿脉向两侧穿脉巷道施工切割巷道，直至切割巷道与两侧穿脉巷道贯通；所述切割巷道底标高度低于运输穿脉巷道底标1.7m，切割巷道高度为2.2～2.5m；采用切割巷道比运输穿脉巷道降低1.7m高度施工，实际消除原有采矿方法中预留的顶柱，因此在回采作业完成后，无需再对顶柱进行二次回收，因此解决了原有顶柱二次回收存在的成本高、沿脉工程的稳定性无法得到保证、配套的通风充填井无法维持、造成采场温度高、安全出口少所导致的作业安全性无法得到有效保证的问题；S3、各中段切割巷道施工完成后，施工切割巷道充填工程，完成切割巷道的充填体，充填体高度为1.7m；一次施工切割巷道充填工程的长度为脉内天井两侧施工切割巷道的长度，共计长80m，相较以往施工切割巷道充填工程的长度延长一倍，单次充填作业量大、充填体连续性好，降低了充填管道使用频率，因此充填工程结束后，冲洗维护充填管道的工作量小、同时也延长了充填管道的使用寿命长；施工切割巷道充填工程时，充填体预留出端部顺路井、顺路行人井、顺路通风井；预留的端部顺路井、顺路行人井、顺路通风井作为后续送风、回风、充填作业、采矿作业人员紧急撤离的通道；切割巷道充填工程施工完成后，充填体顶面距切割巷道顶部有0.5～0.8m的距离，此段距离成为后续脉内措施巷道爆破施工的自由面，因此后续脉内措施巷道爆破施工可采用压顶采矿法，极大减少了爆破炸药的使用量，降低了脉内措施巷道的施工成本；S4、各中段充填体养护完毕后，采用压顶采矿法，以脉内天井为中心，沿矿脉向两侧穿脉巷道施工脉内措施巷道，直至脉内措施巷道与两侧穿脉巷道贯通；脉内措施巷道施工完成后，作为后续送风、回风、充填作业、采矿作业人员紧急撤离的通道，脉内措施巷道底部的充填体实际替代了原有采矿方法中预留的顶柱。S5、两层中段的切割巷道、脉内措施巷道采掘出的矿石沿脉内天井落入最底部，经与沿脉内天井最底部贯通的运输穿脉巷道、脉外主运巷道统一运输至地面；因两个中段采掘出的矿石统一集中在最低层的运输穿脉巷道、脉外主运巷道进行运输，因此只需在最低层的运输穿脉巷道、脉外主运巷道内部署大型运输工具，相应减少了大型运输工具的部署数量，降低了矿石运输设备的投入成本，同时统一集中运输还提高了矿石运输效率。矿石回采方法为：S6、各中段以脉内天井中心，在充填体下沿矿脉向两侧穿脉巷道方向进行采掘作业，形成采矿巷道；采矿巷道顶部为充填体，其具有稳定性高，配合上盘锚网支护，因此可采用机械运输采掘出的矿石，提高了出矿效率；两层中段采掘出的矿石沿脉内天井落入最底部，经与沿脉内天井最底部贯通的运输穿脉巷道、脉外主运巷道运输至地面，两个中段采掘出的矿石统一集中在最低层的运输穿脉巷道、脉外主运巷道进行运输，只需在最低层的运输穿脉巷道、脉外主运巷道内部署大型运输工具，相应减少了大型运输工具的部署数量，降低了矿石运输设备的投入成本，同时统一集中运输还提高了矿石运输效率；待采矿巷道与端部顺路井贯通后，施工采矿巷道充填工程，完成原充填体下层的采矿巷道的充填体，采矿巷道充填体高度为1.7m，相邻充填体之间有0.5m的间隙；施工采矿巷道充填工程时，充填体预留出与原有充填体相通的端部顺路井、顺路行人井、顺路通风井；S7、各中段采矿巷道的充填体养护完毕后，重复S5的采掘、充填作业，直至完成各中段所控制矿脉内所有矿石的采掘。进一步的，所述端部顺路井、顺路行人井规格为1.5×1.5㎡；顺路通风井规格为1.0×1.0㎡。进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种并段并采场无顶柱下向胶结充填采矿方法，其特征是：/n采场布置方式为：/n沿矿脉（17）走向及矿脉（17）倾斜角布置采场，根据矿脉（17）宽度确定采场宽度；沿矿脉（17）垂直高度将采场划分两个中段，每个中段包括脉外主运巷道（1）、运输穿脉巷道（2）、穿脉巷道（3）、脉内措施巷道（11）、采矿巷道（13）；各中段垂直高度差40m，各中段通过穿脉巷道（3）控制矿脉宽度；在采准切割工程施工前，首先施工完成脉外主运巷道（1）、运输穿脉巷道（2）、穿脉巷道（3）；所述运输穿脉巷道（2）、穿脉巷道（3）间距40m；/n采准切割工程施工方法为：/nS1、在上部中段的运输穿脉巷道（2）矿体位置利用反井钻机沿矿脉施工一条脉内天井（4），脉内天井（4）贯穿连通两个中段，其总高度为80m；/nS2、各中段以脉内天井（4）为中心，沿矿脉向两侧穿脉巷道（3）施工切割巷道，直至切割巷道与两侧穿脉巷道（3）贯通；所述切割巷道底标高度低于运输穿脉巷道（2）底标1.7m；切割巷道高度为2.2～2.5m；/nS3、各中段切割巷道施工完成后，施工切割巷道充填工程，完成切割巷道的充填体（6）；施工切割巷道充填工程时，充填体（6）预留出端部顺路井（7）、顺路行人井（8）、顺路通风井（9）；/nS4、各中段充填体（6）养护完毕后，采用压顶采矿法，以脉内天井（4）为中心，沿矿脉向两侧穿脉巷道（3）施工脉内措施巷道（11），直至脉内措施巷道（11）与两侧穿脉巷道（3）贯通；/nS5、两层中段的切割巷道、脉内措施巷道（11）采掘出的矿石沿脉内天井（4）落入最底部，经与沿脉内天井（4）最底部贯通的运输穿脉巷道（2）、脉外主运巷道（1）运输至地面；/n矿石回采方法为：/nS6、各中段以脉内天井（4）中心，在充填体（6）下方沿矿脉向两侧穿脉巷道（3）方向进行采掘作业，形成采矿巷道（13）；两层中段采掘出的矿石沿脉内天井（4）落入最底部，经与沿脉内天井（4）最底部贯通的运输穿脉巷道（2）、脉外主运巷道（1）运输至地面；待采矿巷道（13）与端部顺路井（7）贯通后，施工采矿巷道（13）充填工程，完成原充填体（6）下层的采矿巷道（13）的充填体（6）；施工采矿巷道（13）充填工程时，充填体（6）预留出端部顺路井（7）、顺路行人井（8）、顺路通风井（9）；/nS7、各中段采矿巷道（13）的充填体（6）养护完毕后，重复S5的采掘、充填作业，直至完成相邻中段所控制矿脉内所有矿石的采掘。/n...

【技术特征摘要】
1.一种并段并采场无顶柱下向胶结充填采矿方法，其特征是：
采场布置方式为：
沿矿脉（17）走向及矿脉（17）倾斜角布置采场，根据矿脉（17）宽度确定采场宽度；沿矿脉（17）垂直高度将采场划分两个中段，每个中段包括脉外主运巷道（1）、运输穿脉巷道（2）、穿脉巷道（3）、脉内措施巷道（11）、采矿巷道（13）；各中段垂直高度差40m，各中段通过穿脉巷道（3）控制矿脉宽度；在采准切割工程施工前，首先施工完成脉外主运巷道（1）、运输穿脉巷道（2）、穿脉巷道（3）；所述运输穿脉巷道（2）、穿脉巷道（3）间距40m；
采准切割工程施工方法为：
S1、在上部中段的运输穿脉巷道（2）矿体位置利用反井钻机沿矿脉施工一条脉内天井（4），脉内天井（4）贯穿连通两个中段，其总高度为80m；
S2、各中段以脉内天井（4）为中心，沿矿脉向两侧穿脉巷道（3）施工切割巷道，直至切割巷道与两侧穿脉巷道（3）贯通；所述切割巷道底标高度低于运输穿脉巷道（2）底标1.7m；切割巷道高度为2.2～2.5m；
S3、各中段切割巷道施工完成后，施工切割巷道充填工程，完成切割巷道的充填体（6）；施工切割巷道充填工程时，充填体（6）预留出端部顺路井（7）、顺路行人井（8）、顺路通风井（9）；
S4、各中段充填体（6）养护完毕后，采用压顶采矿法，以脉内天井（4）为中心，沿矿脉向两侧穿脉巷道（3）施工脉内措施巷道（11），直至脉内措施巷道（11）与两侧穿脉巷道（3）贯通；
S5、两层中段的切割巷道、脉内措施巷道（11）采掘出的矿石沿脉内天井（4）落入最底部，经与沿脉内天井（4）最底部贯通的运输穿脉巷道（2）、脉外主运巷道（1）运输至地面；
矿石回采方法为：
S6、各中段以脉内天井（4）中心，在充填体（6）下方沿矿脉向两侧穿脉巷道（3）方向进行采掘作业，形成采矿巷道（13）；两层中段采掘出的矿石沿脉内天井（4）落入最底部，经与沿脉内天井（...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄传宝，李春，石建喜，雷政可，金文辉，盛利涛，韩光照，张辉，杨克明，张国强，李红旭，杨少龙，何延峰，张森森，
申请(专利权)人：嵩县前河矿业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南;41