(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112012744 A(43)申请公布日 2020.12.01
(21)申请号 202010991552.9(22)申请日 2020.09.18
(71)申请人 陕西华源矿业有限责任公司
地址 726300 陕西省商洛市过风楼镇八里
坡村(72)发明人 杨宏波 陈勃 王双彦 方正龙
李晨 柳万涛 (74)专利代理机构 广州三环专利商标代理有限
公司 44202
代理人 党娟娟 郭永丽(51)Int.Cl.
E21C 41/22(2006.01)E21F 15/00(2006.01)E21F 15/04(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图2页
CN 112012744 A(54)发明名称
一种综合机械化落矿分层填充采矿方法(57)摘要
本发明公开了一种综合机械化落矿分层填充采矿方法，涉及非煤矿山采矿技术领域。用以解决现有的综合机械化落矿分层崩落采矿方法存在地表易产生塌陷、滑坡、泥石流等灾害的问题和普通进路充填采矿方法落矿成本高、产能小、机械化程度低等问题。该方法包括：掘进机通过截割头将矿物从巷道掌子面截割下来，当所述掘进机推进到达盘区的本翼边界时，完成回采进路的落矿回采；将所述矿物通过掘进机和可伸缩皮带运出所述回采进路，所述回采进路形成的空区，在所述回采进路的入口形成充填阻挡墙，通过充填管道将充填料浆填满所述回采进路并在所述空区形成充填体。
CN 112012744 A
权 利 要 求 书
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1.一种综合机械化落矿分层填充采矿方法，其特征在于，包括：综合机械化掘进机通过截割头将矿物从巷道掌子面截割下来，当所述综合机械化掘进机推进到达盘区的本翼边界时，完成回采进路的落矿回采；
将所述矿物通过综合机械化掘进机和紧跟综合机械化的可伸缩皮带运出所述回采进路，在所述回采进路形成的空区，在所述回采进路的入口形成充填阻挡墙，通过充填管道将充填料浆填满所述回采进路并在所述空区形成充填体。
2.如权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，所述阻挡墙用于阻挡充填料浆流出所述回采进路；
所述充填料浆以尾砂、废石为骨料添加胶凝材料制备而成。3.如权利要求2所述的采矿方法，其特征在于，所述充填料浆凝固后用于支撑所述空区的顶板和位于所述空区两侧的围岩；或者
所述充填料浆凝固后作为所述空区的顶板、底板、侧壁。4.如权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，所述盘区沿矿体走向分布，长度介于200米，所述盘区的宽度为所述矿体的厚度；
将所述矿体按照回采顺序划分为回采分层，每个所述回采分层与相邻的所述回采分层之间通过盘区斜坡道联通；
每个所述回采分层内设置有多个所述回采进路。5.如权利要求4所述的采矿方法，其特征在于，所述在所述回采进路的入口形成充填阻挡墙之前，还包括：
所述综合机械化掘进机从设置充填阻挡墙的所述回采进路退出至所述盘区的中央，从所述盘区的中央掘进至另一个所述回采进路内；其中，所述综合机械化掘进机采用“采1隔1”的方式进行落矿回采。
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CN 112012744 A
说 明 书
一种综合机械化落矿分层填充采矿方法
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技术领域
[0001]本发明涉及非煤矿山采矿技术领域，更具体的涉及一种综合机械化落矿分层填充采矿方法。
背景技术
[0002]分层胶结充填采矿法的落矿工艺与掘进爆破相同，掘进爆破作业所施工的钻孔数量多，吨矿炸药消耗量多，爆破对周围岩石的振动影响大，炸药爆破后产生的有毒有害气体影响井下作业人员的职业健康，甚至会发生中毒窒息安全生产事故，爆破后需要强制通风以排除爆破后有毒有害气体，爆破后崩落矿石需要在完成通风作业后，空气质量达标的前提下通过装岩运输设备运出采场，导致分层胶结充填采矿法存在生产能力低，机械化程度低，作业程序复杂，落矿成本高等问题。
[0003]综合机械化落矿分层胶结采矿法将普通分层胶结充填采矿法的炮采、炮掘工艺通过使用综合掘进机改为综合机械化落矿工艺，从而大幅度提高金属非金属地下矿山机械化程度，降低采矿成本，提高生产效率，减少矿石回采过程中的炸药使用量，降低安全风险，改善作业条件，保护矿山作业环境，推动金属、非金属矿山综合化、连续化、机械化作业；由于综合机械化落矿分层崩落采矿方法回采后未对采空区作充填处理，仅依靠自然崩落的上盘围岩和损失矿石形成覆盖层控制回采地压，随着回采的进行必然产生地表塌陷、滑坡、泥石流等次生自然灾害。[0004]综上所述，现有的综合机械化落矿分层崩落采矿方法存在地表易产生塌陷、滑坡、泥石流等灾害的问题和普通进路充填采矿方法落矿成本高、产能小、机械化程度低等问题。发明内容
[0005]本发明实例提供一种综合机械化落矿分层填充采矿方法，用以解决现有的综合机械化落矿分层崩落采矿方法存在地表易产生塌陷、滑坡、泥石流等灾害的问题和普通进路充填采矿方法落矿成本高、产能小、机械化程度低等问题。[0006]本发明实例提供一种落矿分层填充采矿方法，包括：
[0007]综合机械化掘进机通过截割头将矿物从巷道掌子面截割下来，当所述综合机械化掘进机推进到达盘区的本翼边界时，完成回采进路的落矿回采；
[0008]将所述矿物通过综合机械化掘进机和紧跟综合机械化掘进的可伸缩皮带运出所述回采进路，所述回采进路形成空区，在所述回采进路的入口施工充填阻挡墙，通过充填管道将充填料浆填满所述回采进路并在所述空区形成充填体。[0009]优选地，所述阻挡墙用于阻挡充填料浆流出所述回采进路；[0010]所述充填料浆以尾砂、废石为骨料添加胶凝材料制备而成。[0011]优选地，所述充填料浆凝固后用于支撑所述空区的顶板和位于所述空区两侧的围岩；或者
[0012]所述充填料浆凝固后作为所述空区的顶板、底板、侧壁。
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说 明 书
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优选地，所述盘区沿矿体走向分布，长度200米，所述盘区的宽度为所述矿体的厚
度；
将所述矿体按照回采顺序划分为回采分层，每个所述回采分层与相邻的所述回采
分层之间通过盘区斜坡道联通；
[0015]每个所述回采分层内设置有多个所述回采进路。[0016]优选地，所述在所述回采进路的入口形成充填阻挡墙之前，还包括：
[0017]所述综合机械化掘进机从设置充填阻挡墙的所述回采进路退出至所述盘区的中央，从所述盘区的中央掘进至另一个所述回采进路内；其中，所述综合机械化掘进机采用“采1隔1”的方式进行落矿回采。
[0018]本发明实施例提供一种综合机械化落矿分层填充采矿方法，包括：综合机械化掘进机通过截割头将矿物从巷道掌子面截割下来，当所述掘进机推进到达盘区的本翼边界时，完成回采进路的落矿回采；将所述矿物通过综合机械化掘进机和紧跟综合机械化掘进的可伸缩皮带运出所述回采进路，所述回采进路形成的空区，在所述回采进路的入口施工充填阻挡墙，通过充填管道将充填料浆填满所述回采进路并在所述空区形成充填体。该分层填充采矿方法将普法分层胶结充填采矿法的炮采、炮掘工艺通过使用综合机械化掘进机改为综合机械化落矿工艺，实现综合机械化落矿，可以实现机械化、连续化作业、可以降低落矿成本、提高产能；再者，利用掘进废渣、尾矿等废弃资源在添加胶结材料的基础上经过充填站制备成胶结充填料桨，利用凝固后的充填料桨支持围岩，从而避免围岩变形，避免地表塌陷，对掘进废渣和尾矿进行了综合利用，实现了变废为宝，解决了综合机械化落矿分层崩落采矿方法地表塌陷的问题。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
[0020]图1为本发明实施例提供的一种落矿分层填充采矿方法流程示意图；[0021]图2为本发明实施例提供的落矿分层填充采矿方法的矿体开采示意图；[0022]图3为图2所示的Ⅱ－Ⅱ剖视图；[0023]图4为图2所示的Ⅲ－Ⅲ剖视图；[0024]其中，上中段运输巷～1，下中段运输巷～2，盘区斜坡道～3，斜溜矿井～4，回采进路～5，综合机械化掘进机～6，可伸缩皮带～7，充填挡墙～8，充填体～9，分层第一期回采进路～10，分层第二期回采进路～11。具体实施方式
[0025]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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[0014]
CN 112012744 A[0026]
说 明 书
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图1示例性的示出了本发明实施例提供的一种综合机械化落矿分层填充采矿方法
流程示意图，该方法至少可以采矿领域。[0027]如图1所示，该方法主要包括以下步骤：[0028]步骤101，综合机械化掘进机通过截割头将矿物从巷道掌子面截割下来，当所述综合机械化掘进机推进到达盘区的本翼边界时，完成回采进路的落矿回采；[0029]步骤102，将所述矿物通过综合机械化掘进机和紧跟综合机械化掘进的可伸缩皮带运出所述回采进路，所述回采进路形成的空区，在所述回采进路的入口形成充填阻挡墙，通过充填管道将充填料浆填满所述回采进路并在所述空区形成充填体。
[0030]图2为本发明实施例提供的落矿分层填充采矿方法的矿体开采示意图；图3为图2所示的Ⅱ－Ⅱ剖视图；图4为图2所示的Ⅲ－Ⅲ剖视图；在介绍该综合机械化落矿分层填充采矿方法之前，先根据图2～图4介绍该采矿方法的应用场景。[0031]综合机械化落矿分层充填采矿法将矿体划分为盘区，比如，当使用下向进路或者下向分层充填采矿方法时，则采用自上而下的回采次序进行回采；当使用上向进路或上向分层充填采矿方法时，则采用自下而上的回采次序进行回采。[0032]盘区沿着矿体走向布置，一般情况下，盘区长度200米，盘区的宽度为矿体的厚度，盘区中断高度为50米，分层高度4米，分层回采巷道的宽度与矿体厚度一致，一般情况下，分层回采巷道的宽度为4米，上下两个分层之间和上下两中段之间不留顶底柱，两个相邻的矿块之间不留间柱。
[0033]在盘区中央距矿体下盘边界10-15米，从下中段运输巷道2向上中段运输巷1之间掘进矿体下盘脉外盘区斜坡道3及斜溜矿井4，自首分层起，自上而下(或自下而上)每4米划分一个回采分层，回采分层与回采分层之间以及回采分层与中段之间采用盘区斜坡道3联通。其中，盘区斜坡道3的坡度约为15％，为了减少采准工程量，斜溜矿井4倾角与矿体倾角相同，斜溜矿井4与回采分层之间采用溜井联络道联通。盘区斜坡道3的作用是通风、行人、材料运输、设备通行等，斜溜矿井4及溜矿井联络道的作用是矿石运输。回采进路5布置在矿体内，由盘区的中央掘进到盘区的两翼边界，分层回采进路5掘进采用综合机械化掘进机6施工，回采进路的断面尺寸为4米×4米。[0034]在本发明实施例中，盘区主要配置的设备有EBZ120型综合机械化掘进机6 1台，矿石运输皮带1条，除尘风机1台。
[0035]以下详细介绍本发明实施例提供的综合机械化落矿分层填充采矿，在步骤101中，在矿体内沿着矿体走向用EBZ120型综合机械化掘进机6通过截割头将矿物从巷道掌子面截割下来完成落矿工作，当掘进机6推进到盘区的本翼边界时，则完成了该回采进路的落矿回采工作。
[0036]需要说明的是，在本发明实施例中，矿体按照回采顺序划分为回采分层，每个回采分层与相邻的所述回采分层之间通过盘区斜坡道3联通，如图4所示，每个回采分层内设置有多个回采进路。
[0037]在步骤102中，落矿的同时将矿物通过综合机械化掘进机6和紧跟综合机械化掘进机6的可伸缩皮带7运出回采进路5，当回采进路5内的矿物回采完之后，则回采进路5形成回采进路暴露空间。进一步地，将综合机械化掘进机6倒退出回采进路5，在本发明实施例中优选地，对形成的回采进路暴露空间5进行充填处理。从而避免产生地表塌陷、滑坡、泥石流等
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说 明 书
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次生自然灾害。[0038]具体地，在回采进路5的入口先施工形成充填阻挡墙8，通过该充填阻挡墙8可以避免阻挡充填料浆从回采进路5流出。进一步地，在回采进路5内铺设充填管道，通过该充填管道将以尾砂、废石为骨料并添加胶凝材料的充填料桨充满回采进路5内，并在形成空区的回采进路5内形成充填体9。在本发明实施例中，充填料浆凝固形成的充填体9可以支撑空区的顶板和空区两侧的围岩，还可以作为空区的顶板，底板以及侧壁。[0039]进一步地，当综合机械化掘进机6倒退出回采进路5，即综合机械化掘进机6倒退至盘区的中央后，则可以开启掘进另一个翼的一个回采进路5直至到达盘区的一翼边界。需要说明的是，在本发明实施例中，综合机械化掘进机6采用“采1隔1”的方式进行回采进路掘进即采矿。如图3所示，图中的充填阻挡墙8两侧分别有多个回采进路5，而综合机械化掘进机6采用间隔方法对多个回采进行5进行落矿，比如，如当前综合机械化掘进机6在分层第一期回采进路10内进行落矿，若采用自下而上的方式落矿，当在第一个回采进路内完成的落矿工作，则会移动至第一个回采进路对角的第二个回采进路内进行落矿，当在第二个回采进路内完成落矿工作，则会移动至第一个回采进路上方的第三回采进路进行落矿，且第三个回采进路与第一个回采进路之间间隔了一个回采进路。相应地，当完成的第一期回采进路的落矿工作，则可以进行分层第二期回采进路11的落矿工作。[0040]进一步地，综合机械化掘进机6不仅是落矿设备还是装矿运输设备，当综合机械化掘进机6截割头将截割下来的矿物经综合机械化掘进机6自身的装载运输功能装载到紧跟综合机械化掘进机6的可伸缩皮带7上，经可伸缩皮带7通过分层回采巷道、溜井联络道运输至采场场完成出矿工作。[0041]需要说明的是，在本发明实施例中，当完成回采进路的落矿工作之后，若回采进路内5内存在局部破碎，则需要根据局部破损位置以及矿体的破碎程度采用锚杆支护、锚杆挂网支护或锚杆挂网喷浆的支护方式进行支护，具体地，支护后断面净断面为4米×4米，锚杆间、排距一般为0.8米，(局部位置可以根据围岩破碎程度，调节锚杆间排距)。[0042]在实际应用中，回采进路内的通风方式为独头式通风，为了保证通风效果，在分层回采进路下方的斜坡道内新鲜风流侧架设11kw轴流式矿用通风机附以阻燃风筒，将新鲜风流压入回采工作面，冲洗工作面后污风经分层回采进路、盘区回风井，经上中段回风平巷经主风机排出地表。具体风流线路是：下中段运输平巷—斜坡道—11kw矿用轴流式风机—风筒—分层回采进路—斜坡道—上中段运输平巷—地表。[0043]综上所述，本发明实施例提供一种综合机械化落矿分层填充采矿方法，包括：掘进机通过截割头将矿物从巷道掌子面截割下来，当所述掘进机推进到达盘区的本翼边界时，完成回采进路的落矿回采；将所述矿物通过掘进机和可伸缩皮带运出所述回采进路，所述回采进路形成的空区，在所述回采进路的入口形成充填阻挡墙，通过充填管道将充填料浆填满所述回采进路并在所述空区形成充填体。该分层填充采矿方法将常规的分层胶结充填采矿法的炮采、炮掘工艺通过使用掘进机改为机械化落矿工艺，实现机械化掘进落矿，可以实现机械化、连续化作业、可以降低落矿成本、提高产能；再者，利用掘进废渣、尾矿等废弃资源在添加胶结材料的基础上经过充填站制备成胶结充填料桨，利用凝固后的充填料桨支持围岩，从而避免围岩变形，避免地表塌陷，对掘进废渣和尾矿进行了综合利用，实现了变废为宝，解决了综合机械化落矿分层崩落采矿方法地表塌陷的问题。
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说 明 书
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尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造
性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。[0045]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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说 明 书 附 图
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说 明 书 附 图
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