一種利於充填接頂的採場進路布置方式及方法
2023-08-06 09:41:26 1
一種利於充填接頂的採場進路布置方式及方法
【專利摘要】本發明提供一種有利於充填的採場進路布置方式和方法，實現進路充填接頂率達到90%以上，且充填成本低，工藝簡單。該採場進路布置方式，採切巷垂直礦體走向布置，採切巷兩翼的回採進路沿礦體走向交錯布置，溜礦井布置於採切巷下盤圍巖段內，回採進路高3米，一步回採進路長14～18米，二步回採進路長16～20米，採切巷高4.5米。該採場進路布置方法，先後施工斜坡道聯絡道、下盤採場分層聯絡巷、採切巷，並貫通溜礦井和迴風充填井；一步回採進路施工結束，開始二步進路回採；之後將臨時礦柱予以刷幫回採，中央採切巷寬度為4.5～5米，頂板呈拱形；將廢石傾倒至二步回採進路內，順路溜礦井加高3.5米，架設充填擋牆，當充填料漿液面高於回採進路頂板20～30cm結束充填作業。
【專利說明】一種利於充填接頂的採場進路布置方式及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬礦山地下開採技術，尤其是上向進路式充填採礦法，具體地說，是一種利於充填接頂的採場進路布置方式及方法。
【背景技術】
[0002]目前國內使用上向進路式充填採礦法的礦山在充填時，一般在每條回採進路開口處架設擋牆，使用注漿工藝進行強制充填接頂，或者自流充填接頂。自流充填接頂時充填接頂率維持在60%左右。強制充填接頂方法架設擋牆多、操作複雜，充填成本高，自流充填接頂因充填接頂率低而達不到設計要求，因此難以控制圍巖應力對礦體穩固性的破壞。近年來部分礦山使用兩期進路回採，一期進路回採3至4個分層後，再開始二期進路的回採，一期及二期進路都不需要充填接頂。但該方法中二期進路頂板支護工程量大、費用高，由於錨索對二期進路頂板礦體僅起到拉吊作用，並不屬於積極支護，因此支護效果不理想，由於頂板礦體呈倒掛形態，二期進路作業時，安全風險較高；一期回採進路無法實現下盤採準時的掘進矸石充填，二期進路回採結束後，下盤採準工程距離較遠，因此掘進矸石充填倒運複雜；此外一期回採進路的脈外聯絡巷必須待二期進路回採結束後才能進行充填；該方法施工管理極為複雜，技術水平要求較高；因此推廣難度大。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種有利於充填的採場進路布置方式，以實現進路充填接頂率達到90%以上，不但能夠使礦巖穩定性得到較好的控制，且充填成本低，工藝及施工管理簡單。
[0004]本發明的利於充填接頂的採場進路布置方式，採切巷5位於採場中央，垂直礦體走向布置，採切巷兩翼的回採進路8、9沿礦體走向交錯布置，溜礦井4布置於採切巷下盤圍巖段內，迴風充填井7布置於採切巷迎頭的礦體上盤圍巖或靠上盤礦體內，回採進路寬3?5米，高3米，一步回採進路8長14?18米，二步回採進路9長16?20米，採切巷先期掘進時寬為3?3.5米，二步進路回採結束後寬為5米，採切巷高4.5米。
[0005]上述的採場進路布置方式，一步回採進路迎頭和相鄰採場採切巷之間留有臨時礦柱6。臨時礦柱6起到隔斷採場作用，使相鄰採場回採充填作業互不影響，在二步回採時該點柱會被同時回採，不會造成礦量損失。
[0006]本發明同時提供一種有利於充填的採場進路布置方法，以實現進路充填接頂率達到90%以上，不但能夠使礦巖穩定性得到較好的控制，且充填成本低，工藝及施工管理簡單。
[0007]本發明的有利於充填的採場進路布置方法，是按照下列步驟施工:
第一步，由斜坡道向採場下盤施工斜坡道聯絡道2，然後施工沿礦體走向的下盤採場分層聯絡巷3，最後施工採切巷5至礦體上盤邊界，並貫通溜礦井4和迴風充填井7，完成整個採場的採切工作； 第二步，沿礦體走向施工一步回採進路8,作業順序為由上盤向下盤逐條施工,施工長度14?18米，寬3?5米，一步進路施工結束後，開始二步進路的回採，二步進路長度16?20米，直接施工至相鄰採場的中央採切巷的充填體邊界，寬度3?5米；
第三步，在每條二步進路回採之後，應將靠上盤一側的相鄰採場一步進路迎頭預留的臨時礦柱予以刷幫回採，所有臨時礦柱回採後，中央採切巷寬度為4.5?5米，頂板應呈拱形；
第四步，所有回採進路及臨時礦柱回採結束後，可將分層聯絡巷以及採切巷廢石段內掘進的廢石傾倒至本採場二步回採進路內，堆放高度不高於2米，然後將經由迴風充填井進入採場的充填管管口固定於中央採切巷的頂板上，將順路溜礦井4加高3.5米，並在順路溜礦井下盤架設充填擋牆10，充填擋牆高度為3.5米，之後開始進行充填作業；
第五步，當充填料眾液面高於回採進路8、9頂板20?30釐米時,結束充填作業。
[0008]上述的採場進路布置方法，充填作業時，利用採切巷5與回採進路8、9頂板的高差實現料漿自流接頂，當充填料漿液面高於回採進路8、9頂板20?30釐米時，其液面距離充填擋牆10的頂部還有20?30釐米的空間，以完全容納充填管路中剩餘的充填料，同時，利用充填料漿的自然壓頭，使其向回採進路8、9內部受壓流動，最終實現整個回採進路8、9全部接頂；採切巷無需接頂，充填後採切巷上部留有高1.3米左右、寬5米的空區，下個分層回採時，利用該採空區為爆破自由面進行壓頂刷幫形成採切巷。這樣，採切巷施工中無需掏槽工作，提高了掘進效率，降低了採切巷的掘進成本。充填料漿液面距離充填擋牆10的頂部還有20?30釐米的空間，完全可以容納充填管路中剩餘的充填料，充填料漿不會溢流出擋牆10之外。
[0009]上述的採場進路布置方法，充填料漿為選礦全尾砂加水泥。採場充填材料為選礦全尾砂加水泥，充填料漿既能保持良好的流動性，又能滿足採場生產的強度要求。
[0010]上述的採場進路布置方法，一步回採進路施工時，可一次成巷，也可採用導硐掘進再刷大。
[0011]本發明的有益效果:
(I)開採安全性好
各採場除中央切割進路外，其餘回採進路全部能夠實現充填接頂，接頂率達90%以上，充填體對回採進路的頂板形成了有效的支撐作用，圍巖穩定性控制較好，且一步回採進路和二步回採進路處在統一水平，二步進路頂板礦體並非為懸吊狀態，因此二步進路的頂板安全性大為改善。
[0012](2)充填成本低
採場中央的採切巷高度高於兩翼的回採進路高度1.5米，因而可以通過充填料漿的流動性和自然壓頭實現充填接頂作業。由於一條充填擋牆可以實現一個採場內所有回採進路的充填，大大減少了充填擋牆的數量，節約了擋牆費用，同時，由於將下盤分層聯絡巷掘進廢石充填到二步進路內，不但緩解了上向進路充填採礦法採準矸石的處理難題，也減少了水泥用量，降低了充填成本。此外矸石和尾砂混合充填有利於提高充填體的整體強度。
[0013](3)適用性強
當礦巖條件穩固時，可適當加大中央採切巷以及回採進路的規格，採用大型鑿巖出礦設備作業，提高生產效率；當礦巖條件不穩固時，可及時調小採切巷和回採進路的規格，採用小型鑿巖和出礦設備作業，保證作業安全；實際使用中，進路規格的調整非常靈活，避免了兩期回採中，一期進路和二期進路上下直立度要求較高，且一期進路寬度一旦確定，二期進路寬度便難以調整的難題。
[0014](4)工藝及施工管理簡單，易推廣
由於實現了沿一步進路方向各採場間連續回採，不存在兩期進路間隔幾個分層回採，也無需進行大規模的二期回採進路支護，降低了支護費用，減少了充填擋牆的數量，各進路回採順序簡單，同時，每個分層回採結束後即可將該分層的脈外聯絡巷一次充填，回採工藝簡單，採場作業緊湊，管理簡單。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明採場進路布置方式的平面圖。
[0016]圖2為本發明採場進路布置方法沿走向的側面圖。
[0017]圖3為本發明採場進路布置方法垂直走向的剖面圖。
【具體實施方式】
[0018]本發明提出的有利於充填的採場進路布置方法施工方案如下:
(I)米場米切
由中段斜坡道I向礦體下盤施工一條下向斜坡道聯絡道2，到達採場設計分層高度後，在礦體下盤邊界5?8米處沿礦體走向施工一條脈外聯絡巷3，然後沿礦體走向每隔16?20米施工一條垂直於礦體走向的中央採切巷5至礦體上盤邊界，並貫通位於礦體下盤的順路溜礦井4以及礦體上盤的迴風充填井7。其中順路溜礦井4貫通採場和採場底部的出礦巷道，迴風充填井7貫通採場和上部迴風充填平巷。
[0019](2)回採順序
各採場間回採順序與一步回採進路的方向相同。中央採切巷施工結束後，首先施工沿礦體走向的一步回採進路8，長度14?18米，進路迎頭至相鄰採場中央採切巷邊幫1.5?2米時停止掘進。所有一步回採進路回採結束後，施工二步回採進路9，長度16?20米，直至回採至另一側相鄰採場採切巷的充填體。每條二步進路回採結束後，將其上盤留設的臨時礦柱6刷幫回採，回採後本採場中央採切巷寬度由3?3.5米變成4.5?5米。
[0020](3)採場支護
由於採場進路實現了充填接頂，礦巖穩固性較好，且二步進路與一步進路處於同一水平，不存在懸吊的問題，因此本採場內只需用錨杆對個別不穩固區域進行臨時支護即可。若礦巖穩固性降低，可適當調小回採進路規格，因此不需要大規模錨索支護。
[0021](4)採場通風
新鮮風流從進風巷到達採場底部後路徑為:運輸穿脈巷一人行進風井一脈外聯絡巷一中央米切巷一米場。米場汙風路徑為:米場一中央米切巷一迴風充填井一迴風充填平巷一總迴風巷一迴風井一地表。
[0022](5)採場充填
採場回採結束後，向二步回採進路內傾倒下盤分層聯絡巷的掘進矸石，堆放高度不高於2米(首採分層不進行矸石充填，而是澆築高強度的鋼筋網-砂漿膠結假底)，然後用鋼筒將順路溜礦井加高3.5米，同時將充填管管口固定在採切巷頂板上，並在順路溜礦井下盤的採切巷內架設充填擋牆10，充填擋牆高度3.5米。以上充填準備工作完成後，即可進行尾砂充填。充填料漿為選礦全尾砂加水泥。充填分為三次，最後一次充填時，當充填料漿的液面高於回採進路頂板20?30釐米時，採場充填看護人員通知地表充填站停止充填作業。充填料要有足夠的塌落度，保證流動性良好。
[0023]本發明是一種能夠實現更有利於上向進路充填採礦法採場充填接頂的進路布置方式和方法。採場中央的採切巷高度高於兩翼的回採進路高度1.5米，因而可以通過充填料漿的流動性和自然壓頭實現充填接頂作業。各回採進路交錯布置，在一步回採進路末端留有臨時礦柱，待二步進路回採時再一併回採，不會造成礦量損失，臨時礦柱的留設保證了相鄰兩個採場作業互不影響，可以實現連續作業。本方法可以利用一條擋牆同時充填多條回採進路，充填接頂工藝簡單、成本低，對圍巖應力控制較好。由於可以在同一分層連續作業，不需要分為兩期回採，因此生產管理簡單，頂板穩固性好，支護費用低，對技術水平要求不高，利於推廣。
【權利要求】
1.一種利於充填接頂的採場進路布置方式，其特徵在於: 採切巷(5 )位於採場中央，垂直礦體走向布置，採切巷兩翼的回採進路(8、9 )沿礦體走向交錯布置，溜礦井(4)布置於採切巷下盤圍巖段內，迴風充填井(7)布置於採切巷迎頭的礦體上盤圍巖或靠上盤礦體內，回採進路寬3?5米，高3米，一步回採進路(8)長14?18米，二步回採進路(9)長16?20米，採切巷先期掘進時寬為3?3.5米，二步進路回採結束後寬為5米，採切巷高4.5米。
2.如權利要求1所述的採場進路布置方式，其特徵在於:一步回採進路迎頭和相鄰採場採切巷之間留有臨時礦柱(6 )。
3.—種利於充填接頂的採場進路布置方法，其特徵在於按照下列步驟施工: 第一步，由斜坡道向採場下盤施工斜坡道聯絡道(2)，然後施工沿礦體走向的下盤採場分層聯絡巷(3)，最後施工採切巷(5)至礦體上盤邊界，並貫通溜礦井(4)和迴風充填井(7)，完成整個採場的採切工作； 第二步，沿礦體走向施工一步回採進路(8),作業順序為由上盤向下盤逐條施工,施工長度14?18米，寬3?5米，一步進路施工結束後，開始二步進路的回採，二步進路長度16?20米，直接施工至相鄰採場的中央採切巷的充填體邊界，寬度3?5米； 第三步，在每條二步進路回採之後，應將靠上盤一側的相鄰採場一步進路迎頭預留的臨時礦柱予以刷幫回採，所有臨時礦柱回採後，中央採切巷寬度為4.5?5米，頂板應呈拱形； 第四步，所有回採進路及臨時礦柱回採結束後，可將分層聯絡巷以及採切巷廢石段內掘進的廢石傾倒至本採場二步回採進路內，堆放高度不高於2米，然後將經由迴風充填井進入採場的充填管管口固定於中央採切巷的頂板上，將順路溜礦井(4)加高3.5米，並在順路溜礦井下盤架設充填擋牆(10)，充填擋牆高度為3.5米，之後開始進行充填作業； 第五步，當充填料漿液面高於回採進路(8、9)頂板20?30釐米時，結束充填作業。
4.如權利要求3所述的採場進路布置方法，其特徵在於: 充填作業時，利用採切巷(5)與回採進路(8、9)頂板的高差實現料漿自流接頂，當充填料漿液面高於回採進路(8、9)頂板20?30釐米時，其液面距離充填擋牆(10)的頂部還有20?30釐米的空間，以完全容納充填管路中剩餘的充填料，同時，利用充填料漿的自然壓頭，使其向回採進路(8、9)內部受壓流動，最終實現整個回採進路(8、9)全部接頂；採切巷無需接頂，充填後採切巷上部留有高1.3米左右、寬5米的空區，下個分層回採時，利用該採空區為爆破自由面進行壓頂刷幫形成採切巷。
5.如權利要求3所述的採場進路布置方法，其特徵在於:充填料漿為選礦全尾砂加水泥。
6.如權利要求3所述的採場進路布置方法，其特徵在於:一步回採進路施工時，可一次成巷，也可採用導硐掘進再刷大。
【文檔編號】E21F15/00GK103615285SQ201310638933
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月4日 優先權日:2013年12月4日
【發明者】焦鵬, 曹維勤, 張文如, 胡繼華, 劉乾勇, 朱高傑 申請人:南京銀茂鉛鋅礦業有限公司