[发明专利]一种软弱岩层条件下急倾斜薄矿脉的机械化充填采矿方法

说明书

本发明公开了一种软弱岩层条件下急倾斜薄矿脉的机械化充填采矿方法。采用斜坡道开拓、分段运输平巷联络、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，利用拉底进路形成的采空区作为自由面向下压采矿体，提高回采效率、改善通风条件；刷扩下盘废石与非胶结充填体形成打底层、浇筑高强度胶结充填体形成胶面层，减少钢材与水泥单耗、降低充填成本；辅以凿岩台车高效凿岩、喷锚台车快速支护、铲运机集中出矿，大幅提高采场生产能力、降低工人劳动强度、减少井下作业人员数量、保障回采作业安全。如此反复，直至整个矿块回采完毕。本发明具有机械化程度高、综合成本低、采场生产能力大、安全性好等显著特点。

技术领域

本发明属于采矿工程技术领域，具体涉及到一种软弱岩层条件下急倾斜薄矿脉的机械化充填采矿方法。

背景技术

软弱岩层条件下急倾斜薄矿脉的安全高效开采一直是采矿界的难题。目前，最常用的下向进路充填采矿法是采用自上而下逐分层进路回采的方式，并通过在上分层进路铺设钢筋和吊筋，构筑高强度的人工假顶来保障下分层进路回采作业的安全。由于每个分层均需构筑高强度人工假顶，使得充填工序复杂、工人劳动强度增大、采矿成本升高；且受矿体倾角波动的影响，上下分层进路会存在明显的错位现象，导致下分层进路上盘极易出现冒落和坍塌，危及回采作业安全。

同时，受限于机械化采掘设备的外形尺寸和运行条件，薄矿脉的开采仍主要使用手持式凿岩机、电耙等落后的采掘设备，且只能采用独头掘进的方式回采进路，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。

凿岩台车、喷锚台车、铲运机等先进采掘装备的小型化和精细化为薄矿脉的机械化开采提供了便利。基于软弱岩层条件下急倾斜薄矿脉复杂的开采技术条件，利用小型的机械化装备，开发一种凿岩台车向下压采、喷锚台车快速支护、铲运机集中出矿，废石与非胶结充填体打底、高强度充填体胶面的“强采、强出、强充”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、减少井下作业人员数量，还可以大大简化采场支护和充填工序、减少钢材与水泥单耗、降低采矿综合成本、保障回采作业安全。

发明内容

为了解决现有软弱岩层条件下急倾斜薄矿脉开采工艺与装备水平落后、生产效率低下、回采作业安全性差、支护与充填成本高、工人劳动强度大的技术问题，本发明提供了一种软弱岩层条件下急倾斜薄矿脉的机械化充填采矿方法，具有机械化程度高、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，

一种软弱岩层条件下急倾斜薄矿脉的机械化充填采矿方法，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、小型喷锚台车进行顶板支护，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，侧向崩落部分下盘围岩；

步骤三，拉底进路充填：计算拉底进路充填高度，封堵拉底进路口，先用非胶结充填料浆覆盖崩落废石，形成废石—非胶结充填体打底层，再在其上部浇筑高强度胶结充填体，形成高强度的胶面层直至计算高度；

步骤四，上部进路压采：待胶面层养护完成后，利用小型凿岩台车施工水平炮孔，以胶面层上部预留的空间为自由面向下压采矿石，经爆破通风后，由小型铲运机出矿、小型喷锚台车进行顶板支护，循环压采整个上部进路；

步骤五，上部进路下盘扩帮：计算所需扩帮量，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其下盘侧帮施工炮孔，侧向崩落部分下盘围岩；

步骤六，上部进路充填：计算上部进路充填高度，封堵进路口，先用非胶结充填料浆覆盖崩落废石，形成废石—非胶结充填体打底层，再在其上部浇筑高强度胶结充填体，形成高强度的胶面层直至计算高度。循环步骤四、五、六，自下而上压采上部未动矿体。