權(quán)利要求

1.傾斜薄礦脈的機械化開采與廢石充填方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，拉底進路掘進：利用小型鑿巖臺車鑿巖，經(jīng)爆破通風(fēng)后，由小型鏟運機出礦，采用獨頭掘進的方式完成拉底進路回采；

步驟二，拉底進路下盤擴幫：計算上部采場位置及所需擴幫量，進行炮孔參數(shù)設(shè)計，以回采結(jié)束后的拉底進路為自由面，采用小型鑿巖臺車在拉底進路下盤側(cè)幫施工炮孔，側(cè)向拋擲爆破下盤圍巖充填采空區(qū)；

步驟三，鏟運機清渣及隔離擋板架設(shè)：通過小型鏟運機清理上部進路面上的崩落廢石，并在上部采場邊界位置架設(shè)隔離擋板；

步驟四，上部進路壓采：待隔離擋板架設(shè)完畢后，采用小型鑿巖臺車鉆鑿水平炮孔，利用刷擴區(qū)空間向下壓采礦石，經(jīng)爆破通風(fēng)后，由小型鏟運機出礦，循環(huán)壓采整個上部進路；

步驟五，上部進路下盤擴幫：移走全部隔離擋板，計算上部采場位置及所需擴幫量，進行炮孔參數(shù)設(shè)計，以回采結(jié)束后的上部進路為自由面，采用小型鑿巖臺車在上部進路下盤側(cè)幫施工炮孔，側(cè)向拋擲爆破下盤圍巖充填采空區(qū)；循環(huán)上述步驟，自下而上壓采上部未動礦體，直至分段回采作業(yè)結(jié)束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜薄礦脈的機械化開采與廢石充填方法，其特征在于，階段高度30~40m、分段高度9~12m，進路高度3~4m，長度應(yīng)≤100m、進路寬度≥1.5m，采用脈外斜坡道開拓、分段運輸平巷聯(lián)絡(luò)、盤區(qū)溜井出礦的采準方式，自斜坡道施工分段運輸平巷和分層聯(lián)絡(luò)道與進路和溜井連通，自下而上逐層回采礦體。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜薄礦脈的機械化開采與廢石充填方法，其特征在于，所述的步驟二中，拉底進路下盤應(yīng)擴幫至與上部進路邊界齊平處，自進路頂部向下算，擴刷高度應(yīng)為1.5~2m，擴刷面積應(yīng)≤進路斷面面積的60%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜薄礦脈的機械化開采與廢石充填方法，其特征在于，所述的步驟四中，水平壓采炮孔間距0.8~1.0m、排距1.0~1.2m。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜薄礦脈的機械化開采與廢石充填方法，其特征在于，所述的步驟五中，下盤應(yīng)擴幫至與其上部未動進路邊界齊平處，自進路頂部向下算，擴刷高度應(yīng)為1.8~2.4m，擴刷面積應(yīng)≤進路斷面面積的60%。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜薄礦脈的機械化開采與廢石充填方法，其特征在于，所述步驟五中，分段回采結(jié)束后，采空區(qū)的充填率應(yīng)≥80%。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于采礦工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到傾斜薄礦脈的機械化開采與廢石充填方法。

背景技術(shù)

針對傾斜薄礦脈，目前最常用的開采方式為上向水平進路充填采礦法，即采用獨頭進路掘進的方式自下而上回采礦體，采一層充一層，直至整個階段礦體回采完畢。由于礦脈較薄、作業(yè)面尺寸受限，此類礦體開采作業(yè)中仍主要使用手持式鑿巖機、電耙等落后的采掘設(shè)備，普遍存在采場通風(fēng)條件差、工人勞動強度大、采掘效率低、生產(chǎn)成本高、安全風(fēng)險大等諸多問題。

同時，上向水平進路充填采礦法在每分層回采結(jié)束后必須充填采空區(qū)、消除采空區(qū)安全隱患、防止地表沉降。目前常用的尾砂充填工藝雖然自動化程度高、充填效果好，但是需要礦山在地面建設(shè)尾砂充填站、在井下鋪設(shè)長距離充填管道，才能將充填料漿輸送至采空區(qū)內(nèi)，不僅需要一次性投入大量資金，且充填工藝復(fù)雜、管道磨損和堵漏等故障點多，在很大程度上會影響開采效率、增加生產(chǎn)成本。

隨著采掘設(shè)備的小型化和精細化，利用小型機械化設(shè)備，開發(fā)一種鑿巖臺車向下壓采、鏟運機清渣出礦，擴刷兩幫圍巖廢石充填采空區(qū)的機械化充填采礦方法，不僅可以大幅提高采場生產(chǎn)能力、改善采場通風(fēng)條件、降低工人勞動強度，還可以大大簡化采場充填工序、降低充填成本。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有傾斜薄礦脈開采工藝與裝備水平落后、充填成本高、生產(chǎn)效率低下、回采作業(yè)安全性差的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種傾斜薄礦脈的機械化開采與廢石充填方法，具有機械化程度高、充填工藝簡單、綜合成本低、采場生產(chǎn)能力大、安全性好的優(yōu)點。

為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，

一種傾斜薄礦脈的機械化開采與廢石充填方法，包括以下步驟：

步驟一，拉底進路掘進：利用小型鑿巖臺車鑿巖，經(jīng)爆破通風(fēng)后，由小型鏟運機出礦，采用獨頭掘進的方式完成拉底進路回采；

步驟二，拉底進路下盤擴幫：計算上部采場位置及所需擴幫量，進行炮孔參數(shù)設(shè)計，以回采結(jié)束后的拉底進路為自由面，采用小型鑿巖臺車在拉底進路下盤側(cè)幫施工炮孔，側(cè)向拋擲爆破下盤圍巖充填采空區(qū)；

步驟三，鏟運機清渣及隔離擋板架設(shè)：通過小型鏟運機清理上部進路面上的崩落廢石，并在上部采場邊界位置架設(shè)隔離擋板；

步驟四，上部進路壓采：待隔離擋板架設(shè)完畢后，采用小型鑿巖臺車鉆鑿水平炮孔，利用刷擴區(qū)空間向下壓采礦石，經(jīng)爆破通風(fēng)后，由小型鏟運機出礦，循環(huán)壓采整個上部進路；

步驟五，上部進路下盤擴幫：移走全部隔離擋板，計算上部采場位置及所需擴幫量，進行炮孔參數(shù)設(shè)計，以回采結(jié)束后的上部進路為自由面，采用小型鑿巖臺車在上部進路下盤側(cè)幫施工炮孔，側(cè)向拋擲爆破下盤圍巖充填采空區(qū)；循環(huán)上述步驟，自下而上壓采上部未動礦體，直至分段回采作業(yè)結(jié)束。

所述的一種傾斜薄礦脈的機械化開采與廢石充填方法，階段高度30~40m、分段高度9~12m，進路高度3~4m，長度應(yīng)≤100m、進路寬度≥1.5m，采用脈外斜坡道開拓、分段運輸平巷聯(lián)絡(luò)、盤區(qū)溜井出礦的采準方式，自斜坡道施工分段運輸平巷和分層聯(lián)絡(luò)道與進路和溜井連通，自下而上逐層回采礦體。

進一步地，所述步驟二中，拉底進路下盤應(yīng)擴幫至與上部進路邊界齊平處，自進路頂部向下算，擴刷高度應(yīng)為1.5~2m，擴刷面積應(yīng)≤進路斷面面積的60%。

進一步地，所述步驟四中，水平壓采炮孔間距0.8~1.0m、排距1.0~1.2m。

進一步地，所述步驟五中，下盤應(yīng)擴幫至與其上部未動進路邊界齊平處，自進路頂部向下算，擴刷高度應(yīng)為1.8~2.4m，擴刷面積應(yīng)≤進路斷面面積的60%。

進一步地，所述步驟五中，分段回采結(jié)束后，采空區(qū)的充填率應(yīng)≥80%。

本發(fā)明的有益效果為，在擴幫的過程中通過拋擲爆破將圍巖廢石崩至各分層采空區(qū)完成充填作業(yè)，工藝簡單，充填成本低；充分利用進路回采產(chǎn)生的采空區(qū)作為自由面向下壓采礦體，提高回采效率、改善通風(fēng)條件；輔以鑿巖臺車和鏟運機等小型機械化裝備，大幅提高采場生產(chǎn)能力、降低工人勞動強度、減少井下作業(yè)人員數(shù)量、保障回采作業(yè)安全。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式，下面將對具體實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為拉底進路掘進及下盤擴幫示意圖；

圖2為下盤拋擲爆破廢石充填示意圖；

圖3為清渣及隔離擋板架設(shè)示意圖；

圖4為上部進路壓采示意圖；

圖5為上部進路壓采剖面圖；

圖6為上部進路下盤擴幫及廢石充填示意圖。

圖中：1-分段運輸平巷，2-分層聯(lián)絡(luò)道，3-礦體邊界，4-未動礦體，5-拉底進路，6-擴幫區(qū)，7-崩落圍巖，8-自由面，9-回采分層，10-崩落礦石，11-鑿巖臺車，12-水平壓采炮孔，13-隔離擋板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導(dǎo)所作的任何變更或改進，均屬于本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明的一種傾斜薄礦脈的機械化開采與廢石充填方法，采用脈外斜坡道開拓、分段運輸平巷聯(lián)絡(luò)、盤區(qū)溜井出礦的采準方式，自斜坡道施工分段運輸平巷1和分層聯(lián)絡(luò)道2與進路和溜井連通，自下而上逐層回采礦體。具體包括：

步驟一，拉底進路掘進：利用小型鑿巖臺車11鑿巖，經(jīng)爆破通風(fēng)后，由小型鏟運機運出崩落礦石10，采用獨頭掘進的方式完成拉底進路5回采；

步驟二，拉底進路下盤擴幫：計算上部采場位置及所需擴幫量，進行炮孔參數(shù)設(shè)計，以回采結(jié)束后的拉底進路5為自由面，采用小型鑿巖臺車11在拉底進路下盤側(cè)幫施工炮孔，側(cè)向拋擲爆破下盤圍巖充填拉底進路5采空區(qū)，見圖1和圖2；

步驟三，鏟運機清渣及隔離擋板架設(shè)：通過小型鏟運機清理上部進路面上的圍巖廢石5，并在上部采場邊界位置架設(shè)隔離擋板13，見圖3；

步驟四，上部進路壓采：待隔離擋板13架設(shè)完畢后，采用小型鑿巖臺車11鉆鑿水平炮孔12，利用刷擴區(qū)空間自由面8向下壓采礦石，經(jīng)爆破通風(fēng)后，由小型鏟運機運出崩落礦石10，循環(huán)壓采整個上部進路，見圖4和圖5；

步驟五，上部進路下盤擴幫：移走全部隔離擋板13，計算上部采場位置及所需擴幫量，進行炮孔參數(shù)設(shè)計，以回采結(jié)束后的上部進路為自由面，采用小型鑿巖臺車11在上部進路下盤側(cè)幫施工炮孔，側(cè)向拋擲爆破部分下盤圍巖7以充填采空區(qū)；循環(huán)上述步驟，自下而上壓采上部未動礦體4，直至分段回采作業(yè)結(jié)束。

以湖南某金礦為例，礦巖穩(wěn)固性好，呈脈狀、條帶狀分布，平均傾角50°、平均厚度2.3m，下面采用本發(fā)明機械化充填采礦方法開采。

首先，采場結(jié)構(gòu)參數(shù)及采準工程布置：階段高度為30m、分段高度10m，進路高度為3.3m、長度80m，拉底進路寬2.5m，其余進路寬2.3m，采用脈外斜坡道開拓、分段運輸平巷聯(lián)絡(luò)、盤區(qū)溜井出礦的采準方式，自斜坡道施工分段運輸平巷和分層聯(lián)絡(luò)道與進路和溜井連通，自下而上逐層回采礦體；

其次，拉底進路掘進：利用阿特拉斯Boomer K41鑿巖臺車鑿巖，經(jīng)爆破通風(fēng)后，由0.75m3鏟運機出礦，采用獨頭掘進、局扇通風(fēng)的方式完成拉底進路回采；

再次，拉底進路下盤擴幫及上部進路壓采：以回采結(jié)束后的拉底進路為自由面，利用阿特拉斯Boomer K41鑿巖臺車在拉底進路下盤側(cè)幫施工炮孔，側(cè)向崩落下盤圍巖充填采空區(qū)，擴刷面積約為2.6×1.9m2；經(jīng)通風(fēng)后，通過小型鏟運機清理崩落廢石至采空區(qū)一側(cè)，并在距拉底進路邊界約0.3m處架設(shè)隔離擋板；以上述刷擴區(qū)為自由面，利用鑿巖臺車鉆鑿水平炮孔向下壓采礦石，炮孔間距0.9m、排距1.1m，經(jīng)爆破通風(fēng)后，由小型鏟運機出礦，循環(huán)壓采整個上部進路；

然后，上部進路下盤擴幫及頂部進路壓采：以回采結(jié)束后的上部進路為自由面，利用阿特拉斯Boomer K41鑿巖臺車在上部進路下盤側(cè)幫施工炮孔，側(cè)向崩落下盤圍巖充填采空區(qū)，擴刷面積約為2.9×2.2m2；經(jīng)通風(fēng)后，通過小型鏟運機清理崩落廢石至采空區(qū)一側(cè)，并在距上部進路邊界約0.6m處架設(shè)隔離擋板；以上述刷擴區(qū)為自由面，利用鑿巖臺車鉆鑿水平炮孔向下壓采礦石，炮孔間距0.9m、排距1.1m，經(jīng)爆破通風(fēng)后，由小型鏟運機出礦，循環(huán)壓采整個頂部進路。

上例所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容做出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改，等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。

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