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缓倾斜中厚矿体分层伪倾斜长进路机械化连续充填采矿法

441 编辑：北方有色网来源：云南磷化集团有限公司

2025-07-22 16:25:34

权利要求

1.一种缓倾斜中厚矿体分层伪倾斜长进路机械化连续充填采矿法，其特征在于，包括下列步骤：

S1、采切工程布置，根据采区地质特性，将矿体在垂直方向划分中段，矿体垂直方向每隔50m～120m划分1个中段，布置中段沿脉运输巷道及与其平行的胶带运输巷;在每个中段内，沿矿体走向，每400～500m划分为一个大回采单元，各中段间不布置采准斜坡道、分段巷道，将相邻的两个中段沿脉运输巷道之间的矿体作为一个回采单元;

S2、回采，在上部中段沿脉运输巷道向矿体方向布置出矿道，从出矿道端部开掘沿矿体底部倾斜到下一中段，形成长脉内伪倾斜长矿房进路，在上部中段沿脉运输巷道与下部中段沿脉运输巷道之间布置多分层的脉内伪倾斜矿房进路，根据各分层与该中段的矿体厚度分布的回采条件，脉内伪倾斜矿房进路采用下坡布置;所述脉内伪倾斜矿房进路为矩形或拱形中一种，单个分层高度、宽度均为3～5m;

S3、通风，所述脉内伪倾斜矿房进路内布置局扇对作业面进行通风;

S4、充填，在所述脉内伪倾斜矿方进路的下部分层回采结束后，该分层内底部采用废石充填，充填高度0.5～2.5m，面层采用胶结充填，胶结充填高度2.5～4.5m，面层胶结充填体养护后，抗压强度≥2.0MPa，达到采掘设备运行要求。

2.如权利要求1所述的一种缓倾斜中厚矿体分层伪倾斜长进路机械化连续充填采矿法，其特征在于：脉内伪倾斜矿房进路从上部中段沿脉运输巷道开始，沿矿体底板倾斜向下布置多层的脉内伪倾斜矿房进路，与下部中段沿脉运输巷道连通，根据所处矿体的实际倾斜条件布置对应坡度的脉内伪倾斜矿房进路进入矿块。

3.如权利要求1所述的一种缓倾斜中厚矿体分层伪倾斜长进路机械化连续充填采矿法，其特征在于：一个回采单元内，沿中段沿脉运输巷道平行开展回采作业;单一脉内伪倾斜矿房进路中各分层自下而上充填回采，根据矿体厚度，分层高度设置为3～5m。

4.如权利要求3所述的一种缓倾斜中厚矿体分层伪倾斜长进路机械化连续充填采矿法，其特征在于：一个回采单元内，沿走向间隔10～15m设有多个脉内伪倾斜矿房进路平行作业。

5.如权利要求1所述的一种缓倾斜中厚矿体分层伪倾斜长进路机械化连续充填采矿法，其特征在于：回采过程中，采用机械化采掘设备沿脉内伪倾斜矿房进路倾斜向下连续回采，直至回采至下部中段沿脉运输巷道。

6.如权利要求1所述的一种缓倾斜中厚矿体分层伪倾斜长进路机械化连续充填采矿法，其特征在于：所述S4回采结束后相应脉内伪倾斜矿房进路内的下分层采空进路结构已形成天然的待充空间，在充填过程中，料浆在重力作用下自流进入空区。

7.如权利要求1所述的一种缓倾斜中厚矿体分层伪倾斜长进路机械化连续充填采矿法，其特征在于：所述S2中根据矿体厚度与连采设备的采掘高度设置分层高度与分层数量，采用机械化连采的方式从上一中段以同一倾斜度掘进至脉内伪倾斜矿房进路底部作为一分层矿房进路;一分层矿房进路回采结束后使用充填料浆充满采空区，待充填体强度养护至作业要求，在其基础上进行上一分层的机械连采作业;开采二分层矿体时，将出矿道延申至二分层矿房进路端部，进行二分层矿房回采、通风、充填、养护，在其基础上进行上一分层的机械连采作业;后续各分层按开采一分层矿体步骤S2、S3、S4依次开采。

8.如权利要求1所述的一种缓倾斜中厚矿体分层伪倾斜长进路机械化连续充填采矿法，其特征在于：所述S4中充填最后一个分层空区时，在出矿道与中段沿脉运输巷道处采取建造密闭措施，将最后一个分层矿房进路与出矿道一并充填，完成空区治理;密闭措施为在出矿道与中段沿脉运输巷道处建造阻挡物措施，并向矿房进路入接入充填管;所述阻挡物措施为混泥土挡墙、砖砌挡墙、沙袋封堵中的一种。

9.如权利要求1所述的一种缓倾斜中厚矿体分层伪倾斜长进路机械化连续充填采矿法，其特征在于：所述S2中回采工程开始初期，由回采单元上部中段沿脉运输巷道在矿体底板下坡布置底层矿房进路，掘进至与下部中段沿脉运输巷道的矿体底板标高齐平，一分层矿房进路回采充填结束后，胶结充填体养护至满足设备运行要求，在其基础上回采向上一分层。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及矿床地下开采技术领域，尤其涉及一种缓倾斜中厚矿体分层伪倾斜长进路机械化连续充填采矿法。

背景技术

[0002]机械化连续采矿技术在煤矿运用广泛，具有人员劳动强度低、生产效率高、施工组织简单等优点。金属非金属矿山受矿体产状复杂与矿石硬度大等特性，将机械化连采技术应用于传统的进路充填采矿法中，存在采矿进路短、设备转场频繁、采充组织协调困难、生产效率低等不利影响，无法发挥机械化连采的效率优势。

发明内容

[0003]本发明的目的在于提供一种缓倾斜中厚矿体分层伪倾斜长进路机械化连续充填采矿法，本发明提供的采矿方法能够将上向分层充填采矿法应用于缓倾斜中厚矿体，在中段之间直接布置不同坡度的脉内伪倾斜矿房进路进行采矿，进路长度达到200米以上，使用掘进机、掘采机、连续采矿机、掘锚一体机实现机械化连续生产，有效增提升开采强度。

[0004]本发明的方案是：

一种缓倾斜中厚矿体分层伪倾斜长进路机械化连续充填采矿法，包括下列步骤：

S1、采切工程布置，根据采区地质特性，将矿体在垂直方向划分中段，矿体垂直方向每隔50m～120m划分1个中段，布置中段沿脉运输巷道及与其平行的胶带运输巷;在每个中段内，沿矿体走向，每400～500m划分为一个回采单元，各中段间不布置采准斜坡道、分段巷道，将相邻的两个中段沿脉运输巷道之间的矿体作为一个回采单元，两个中段沿脉运输巷道之间指的是矿体在垂直方向;

S2、回采，在上部中段沿脉运输巷道向矿体方向布置出矿道，从出矿道端部开掘沿矿体底部倾斜到下一中段，形成长脉内伪倾斜长矿房进路，在上部中段沿脉运输巷道与下部中段沿脉运输巷道之间布置多分层的脉内伪倾斜矿房进路，根据各分层与该中段的矿体厚度分布的回采条件，脉内伪倾斜矿房进路采用下坡布置;所述脉内伪倾斜长矿房进路为矩形或拱形中一种，单个分层高度、宽度均为3～5m;

S3、通风，所述脉内伪倾斜长矿房进路内布置局扇对作业面进行通风;回采作业地点较为封闭，掘穿至下部中段沿脉运输巷道前，脉内伪倾斜长矿房进路内无自然风流通过，因此需要在脉内伪倾斜长矿房进路内布置局扇对作业面进行通风;

S4、充填，在所述矿方进路的下部分层回采结束后，该分层内底部采用废石充填，充填高度0.5～2.5m，面层采用胶结充填，胶结充填高度2.5～4.5m，面层胶结充填体养护后，抗压强度≥2.0MPa，达到采掘设备运行要求。

[0005]作为优选的技术方案，脉内伪倾斜矿房进路从上部中段沿脉运输巷道开始，沿矿体底板倾斜向下布置多层的伪倾斜矿房进路，与下部中段沿脉运输巷道连通，根据所处矿体的实际倾斜条件布置对应坡度的伪倾斜矿房进路进入矿块。

[0006]作为优选的技术方案，一个回采单元内，沿中段沿脉运输巷道平行开展回采作业;单一脉内伪倾斜长矿房进路中各分层自下而上充填回采，根据矿体厚度，分层高度设置为3～5m。

[0007]作为优选的技术方案，一个回采单元内，沿走向间隔10～15m设有多个脉内伪倾斜长矿房进路平行作业。

[0008]作为优选的技术方案，回采过程中，采用机械化采掘设备沿脉内伪倾斜长矿房进路倾斜向下连续回采，直至回采至下部中段沿脉运输巷道。

[0009]作为优选的技术方案，所述S4回采结束后相应脉内伪倾斜长矿房进路内的下分层采空进路结构已形成天然的待充空间，在充填过程中，料浆在重力作用下自流进入空区。脉内伪倾斜长矿房进路结构已形成天然的待充空间，修筑完成充填挡墙后，直接在脉内伪倾斜长矿房进路上部中段布置充填管,充填料浆在重力作用下沿进路直接充满分层，充填料浆接顶效果好。

[0010]作为优选的技术方案，所述S2中根据矿体厚度与连采设备的采掘高度设置分层高度与分层数量，采用机械化连采的方式从上一中段以同一倾斜度掘进至矿房进路底部作为一分层矿房进路;一分层矿房进路回采结束后使用充填料浆充满采空区，待充填体强度养护至作业要求，在其基础上进行上一分层的机械连采作业;开采二分层矿体时，将出矿道延申至二分层矿房进路端部，进行二分层矿房回采、充填、养护，在其基础上进行上一分层的机械连采作业;后续分层按开采二分层矿体步骤依次开采。

[0011]作为优选的技术方案，所述S4中充填最后一个分层空区时，在出矿道与中段沿脉运输巷道处采取建造密闭措施，将最后一个分层矿房进路与出矿道一并充填，完成空区治理。确保周边矿房进路与出矿道具备工程布置、安全施工条件。

[0012]作为优选的技术方案，所述S2中回采工程开始初期，由回采单元上部中段沿脉运输巷道在矿体底板下坡布置底层矿房进路，掘进至与下部中段沿脉运输巷道的矿体底板标高齐平，一分层矿房进路回采充填结束后，胶结充填体养护至满足设备运行要求，在其基础上回采向上一分层。

[0013]本发明的优点：

提供了一种缓倾斜中厚矿体分层矿房长进路机械化连续上向分层充填采矿法，将上向分层充填采矿法应用于缓倾斜中厚矿体，其方法是在传统的上向分层充填采矿法的基础上，放弃分段直接进行大中段连采，形成一个较长的矿房进路，并采用机械化连采技术，极大提高了矿石回采的效率。

[0014](1)与传统的脉外采准的布置方式相比，本发明采切工程在脉内布置的方式，极大程度上减少了废石产生量，降低了采切比。

[0015](2)直接使用不同坡度的伪倾斜矿房进路采矿，通过增加采矿进路长度，增加采矿设备截割时间、缩短矿房充填时间、降低设置转场频次，显著提升矿山开采强度，从上部中段沿脉运输巷道下中段回采，机械回采设备能利用自身重力提高采掘效率。

[0016](3)本采矿方法中，矿房进路结构已形成天然的充填模具，修筑挡墙后，料浆在重力作用下流入采场，充填料浆脱水沉降后形成的空间集中在表层，接顶效果极佳。

附图说明

[0017]图1为本发明一种缓倾斜中厚矿体分层伪倾斜长进路机械化连续充填采矿法的示意图;

图2为本发明一种缓倾斜中厚矿体分层伪倾斜长进路机械化连续充填采矿法的俯视图;

图3为本发明一种缓倾斜中厚矿体分层伪倾斜长进路机械化连续充填采矿法的主视图;

图4为本发明一种缓倾斜中厚矿体分层伪倾斜长进路机械化连续充填采矿法的采场布置与回采顺序示意图;

图中，1-矿体;2-中段沿脉运输巷道;21-上部中段沿脉运输巷道;22-下部中段沿脉运输巷道;3-挡墙;4—矿房进路;41-一分层矿房进路;42-二分层矿房进路;43-三分层矿房进路;44-四分层矿房进路;5-联络道;6-胶带运输巷;7-出矿道。

具体实施方式

[0018]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

[0019]下述实施例仅对本发明作进一步详细说明，但不构成对本发明的任何限制;下述实施例中所用的材料，如无特殊说明，均购自常规化学试剂公司和原料供应商。

[0020]实施例1

一种缓倾斜中厚矿体分层伪倾斜长进路机械化连续充填采矿法，包括下列步骤：

[0021]S2、回采，在上部中段沿脉运输巷道向矿体方向布置出矿道，从出矿道端部开掘沿矿体底部倾斜到下一中段，形成长脉内伪倾斜长矿房进路，在上部中段沿脉运输巷道与下部中段沿脉运输巷道之间布置多分层的脉内伪倾斜矿房进路，根据各分层与该中段的矿体厚度分布的回采条件，脉内伪倾斜矿房进路采用下坡布置;所述脉内伪倾斜长矿房进路为矩形或拱形中一种，单个分层高度、宽度均为3～5m;脉内伪倾斜矿房进路从上部中段沿脉运输巷道开始，沿矿体底板倾斜向下布置多层的伪倾斜矿房进路，与下部中段沿脉运输巷道连通，根据所处矿体的实际倾斜条件布置对应坡度的伪倾斜矿房进路进入矿块。

[0022]根据矿体厚度与连采设备的采掘高度设置分层高度与分层数量，采用机械化连采的方式从上一中段以同一倾斜度掘进至矿房进路底部作为一分层矿房进路;一分层矿房进路回采结束后使用充填料浆充满采空区，待充填体强度养护至作业要求，在其基础上进行上一分层的机械连采作业;开采二分层矿体时，将出矿道延申至二分层矿房进路端部，进行二分层矿房回采、充填、养护，在其基础上进行上一分层的机械连采作业;后续分层按开采二分层矿体步骤依次开采。

[0023]回采工程开始初期，由回采单元上部中段沿脉运输巷道在矿体底板下坡布置底层矿房进路，掘进至与下部中段沿脉运输巷道的矿体底板标高齐平，一分层矿房进路回采充填结束后，胶结充填体养护至满足设备运行要求，在其基础上回采向上一分层。

[0024]S3、通风，所述脉内伪倾斜长矿房进路内布置局扇对作业面进行通风;回采作业地点较为封闭，掘穿至下部中段沿脉运输巷道前，脉内伪倾斜长矿房进路内无自然风流通过，因此需要在脉内伪倾斜长矿房进路内布置局扇对作业面进行通风;

S4、充填，在所述矿方进路的下部分层回采结束后，该分层内底部采用废石充填，充填高度0.5～2.5m，面层采用胶结充填，胶结充填高度2.5～4.5m，面层胶结充填体养护后，抗压强度≥2.0MPa，达到采掘设备运行要求。回采结束后相应矿房进路内的下分层采空进路结构已形成天然的待充空间，在充填过程中，料浆在重力作用下自流进入空区。脉内伪倾斜长矿房进路结构已形成天然的待充空间，修筑完成充填挡墙后，直接在矿房进路上部中段布置充填管,充填料浆在重力作用下沿进路直接充满分层，充填料浆接顶效果好。

[0025]充填最后一个分层空区时，在出矿道与中段沿脉运输巷道处采取建造密闭措施，将最后一个分层矿房进路与出矿道一并充填，完成空区治理。确保周边矿房进路与出矿道具备工程布置、安全施工条件。

[0026]一个回采单元内，沿中段沿脉运输巷道平行开展回采作业;单一矿房进路中各分层自下而上充填回采，根据矿体厚度，分层高度设置为3～5m。一个回采单元内，沿走向间隔10～15m设有多个矿房进路平行作业。回采过程中，采用机械化采掘设备沿矿房进路倾斜向下连续回采，直至回采至下部中段沿脉运输巷道。

[0027]实施例2

云南某沉积磷矿矿床，矿层受沉积环境控制，分布稳定。矿层岩性主要为磷块岩、带状磷块岩、砂屑状磷块岩及砾屑状磷块岩，矿体(1)厚度9～15m，平均厚度12m，P2O5平均含量为25%。矿层顶板为含磷白云岩、硅质团块白云岩，坚硬;底板为硅质岩，岩性坚硬。矿层产状一般为走向NE～SW，倾向SE，倾角一般5°～25°，平均倾角15°。

[0028]采用上述应用于缓倾斜中厚矿体分层矿房进路上向分层充填采矿法，具体为：

S1、脉内采切工程布置：将矿体(1)在垂直方向120m划分为一个中段，每个中段设置中段沿脉运输巷道(2)、胶带运输巷(6)以及连接二者的联络道(5)。将两个中段间的矿体划分为一个大回采单元，在回采单元内15%坡度的脉内布置从顶部到底部的长脉内伪倾斜长矿房进路。

[0029]S2、回采与充填：脉内伪倾斜长矿房进路(4)自下而上分层充填开采，脉内伪倾斜矿房进路(4)单层宽4m，高4m。首采分层的中段沿脉运输巷道(2)底板标高为1920m，本中段开采矿体标高范围为1800m～1920m。

[0030]由上部中段沿脉运输巷道(21)在矿体底板按15%坡度下坡掘进脉内伪倾斜矿房进路(4)作为一分层回采的空间，下坡脉内伪倾斜矿房进路(4)底板标高掘进至1800m后修筑充填挡墙(3)进行充填，充填体强度满足机械连采设备要求后，在充填体上进行上一分层回采。一分层矿房进路(41)采空区底层采用废石充填，使用矿用铲运机、装载机、输送设备将矿山掘进工程废石倒运至采空区，将废石平铺于采空区底部，废石充填高度0～3.5m;面层采用胶结充填，充填料浆主要由尾砂、粗骨料、细骨料与水泥或其他胶凝材料拌合而成，在充填站完成制备后由管道输送至采空区，脉内伪倾斜长矿房进路(4)内胶结充填高度4～0.5m，料浆充满采空区;采空的矿房进路结构已形成天然的充填模具，待充填体强度达到1.5～2.0MPa后，在浇筑的人工假底上进行二分层矿房进路(42)回采作业。

[0031]二分层进路高同样为4m，底层采用废石充填，充填高度3.5m，面层采用胶结充填，充填高度0.5m。二分层回采充填作业结束后，在浇筑的人工假底上，继续按同样的方法回采三分层矿房进路(43)、四分层矿房进路(44)。该回采单元采用四分层自下而上连续充填回采，不同回采单元可以平行作业。单个回采单元沿走向跨度较大时，可以在单个回采单元内间隔10～15m掘进其他脉内伪倾斜长矿房进路(4)。

[0032]本发明千吨采切比4.5m/kt、贫化率9～12%、损失率8%，与传统的机械化上向分层充填采矿法相比，千吨采切比降低14～16个百分点，贫化率降低5～6个百分点，损失率降低15个百分点。

[0033]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

说明书附图(4)