权利要求
1.一种缓倾斜中厚地下沉积型
铝土矿伪倾斜多层条带式开采方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、采场布置：通过靠近矿体下盘的脉内中段运输巷道将缓倾斜中厚铝土矿划分为不同中段，中段间预留顶柱和底柱，中段内沿矿体走向方向划分采区，采区间留设间柱，采区内划分矿块，以矿块为基本回采单元组织回采，所述间柱、采区与矿块均为伪倾斜布置，且伪倾斜方向一致;所述伪倾斜与水平面的夹角最大值为，式中;α为矿体倾角，β为
采矿设备允许的最大爬坡角度;
S2、采准和切割工程：从脉内中段运输巷掘进采区斜坡道，采区斜坡道呈伪倾斜布置，倾斜方向与采区一致;
S3、回采工程;在采区划分开采条带，开采条带伪倾斜布置，倾斜方向与采区一致，作为回采作业面;
S4、采场通风;
S5、采场顶板管理;
S6、空区充填。
2.如权利要求1所述的缓倾斜中厚地下沉积型铝土矿伪倾斜多层条带式开采方法，其特征在于：所述开采方法用于倾角在9°~25°的缓倾斜中厚地下沉积型铝土矿。
3.根据权利要求1所述的一种缓倾斜中厚地下沉积型铝土矿伪倾斜多层条带式开采方法，其特征在于：步骤S2中，所述采区斜坡道作为人员和设备进出采场的联络道，并兼做进风道。
4.根据权利要求3所述的一种缓倾斜中厚地下沉积型铝土矿伪倾斜多层条带式开采方法，其特征在于：在采区斜坡道上，距离矿块底板6m~8m处，沿矿体走向方向掘进一条下分层装矿平巷至间柱边界处，作为切割工程的自由面;在垂直高度为中段高度一半处，沿矿体走向方向掘进一条分段运输平巷至间柱边界处，作为下分层切割工程的自由面;在脉内中段运输巷上，倾斜向上掘进一条分层联络道，坡度控制在15%以下，接着在紧邻底柱处，沿矿体走向方向掘进一条上分层切割平巷至间柱边界处，作为上分层切割工程的自由面;在分段运输巷上，倾斜向上掘进一条上分层切割平巷至间柱边界处，作为下分层切割工程的自由面。
5.根据权利要求1所述的一种缓倾斜中厚地下沉积型铝土矿伪倾斜多层条带式开采方法，其特征在于：步骤S3中，将采区划分为宽3m~5m和6m~8m两种规格的条带，并间隔布置，条带伪倾斜布置，倾斜方向与采区一致，作为回采作业面。
6.据权利要求5所述的一种缓倾斜中厚地下沉积型铝土矿伪倾斜多层条带式开采方法，其特征在于：回采作业分两步骤分层回采，先采3m~5m条带、后采6m~8m条带，按照先采下层后采上层的开采顺序，每一分层采完及时充填;待下分层全部采完充填完毕，充填体达到许用强度后，再采上分层矿体;待整个采场回采充填完后，设计回收采场间柱。
7.根据权利要求6所述的一种缓倾斜中厚地下沉积型铝土矿伪倾斜多层条带式开采方法，其特征在于：采用浅孔凿岩台车落矿，炮孔深2.5m～3.0m，炮孔间距1.0m～1.5m，采用人工装药，数码雷管起爆，矿石块度控制在350mm以内，个别大块在采场内进行二次破碎;出矿设备采用
铲运机铲至斜坡道与装矿平巷或分段运输巷口，装至运矿卡车，经中段运输平巷最终运出。
8.根据权利要求1所述的一种缓倾斜中厚地下沉积型铝土矿伪倾斜多层条带式开采方法，其特征在于：步骤S4中，新鲜风流由脉内中段运输巷经采区斜坡道、下分层装矿平巷、分段运输平巷、分层联络道和上分层切割平巷进入采场，洗刷工作面后，污风由风筒抽压出，汇至采区斜坡道集中排至上中段回风平巷排出地表;对于通风效果不佳的回采作业面，使用采局扇加强通风。
9.根据权利要求7所述的一种缓倾斜中厚地下沉积型铝土矿伪倾斜多层条带式开采方法，其特征在于：步骤S5中，为避免落石掉落，爆破通风后要立即进行顶板撬毛作业;下分层回采结束后，采用喷砼支护，喷砼厚度80mm~100m;对于不稳固顶板，在上分层开采结束后，采用锚杆控顶，锚杆长度1.5m～2.5m，网度1.0m×1.0m，长短锚杆交错布置。
10.根据权利要求6所述的一种缓倾斜中厚地下沉积型铝土矿伪倾斜多层条带式开采方法，其特征在于：步骤S6中，先将通往采空区的各通道口用充填挡墙封闭，从上中段将充填管路沿采场斜坡道进入采场进行充填，在充填前，架设充填挡墙，并留出泄水口排出溢流水;在各条带顶部的顶柱内，凿通宽0.8m~1.5m充填口，将充填管路架设至充填口，利用充填体自重进行流平，直至整条条带充填完成;下层开采充填时，3m~5m条带和6m~8m条带采用高强度机制砂充填体进行充填，胶结充填体强度要求不低于2MPa;上层开采充填时，3m~5m条带采用高强度机制砂充填体进行充填，强度要求不低于2MPa，6m~8m条带充填体为低强度充填砂浆，充填体满足脱水的要求即可。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及一种缓倾斜中厚底下沉积型铝土矿伪倾斜多层条带式开采方法，特别适用于顶板不稳固的缓倾斜中厚铝土矿安全高效开采，属于地下金属矿开采技术领域。
背景技术
[0002]目前缓倾斜地下铝土矿，尤其是倾角在9°~25°的薄至中厚矿体的开采一直是业界难题，一方面是对机械化设备的爬坡能力有很大挑战，另一方面是采用传统的房柱法开采往往留设永久点柱与间柱，导致矿石资源的损失较大;采用分层充填采矿法或崩落法开采通常采用脉外开拓，其中段运输巷布置在矿体下盘，矿石从采场至中段运输巷所经行的运输联络道较长，导致采切工程量较大，且采切均为废石，经济性较差。
[0003]基于以上问题，近几年行业内有专家学者提出了倾斜或伪倾斜条带式充填开采法、Z型对向开采方法等，其主要巷道均布置在脉内，大幅减少了采切工程量。但上述采矿方法的条带沿走向布置，在开采过程中，会留下较大的三角区矿体难以一次开采，需要采用钻爆法再进行回采，三角区矿体的回采难以控制矿体边界与爆破精准度，造成较大的贫化与损失。并且地下沉积型铝土矿通常采用机制砂充填，其料浆浓度较大，在条带充填过程中，若管道装至条带口，则存在料浆难以自流，导致充填效果差;若管道装置条带里采用后退式充填，则充填管道损耗大，充填工艺复杂，也难以保证充填效果。同时，上述采矿方法主要开采对象是薄矿体，对于顶板不稳固的中厚矿体，一次回采会形成较大的空区，存在安全风险。
发明内容
[0004]基于此，本申请的目的在于提供一种缓倾斜中厚地下沉积型铝土矿伪倾斜多层条带式开采方法，该采矿方法适用于倾角在9°~25°的缓倾斜中厚铝土矿，采区斜坡道、开采条带、间柱均伪倾斜布置，实现机械化作业，采用分层开采与充填，先采下分层，待充填后再采上分层，保证采区稳定，其具有采切工程量小、矿石回收率高、充填效果好与安全性好等优点。
[0005]一种缓倾斜中厚地下沉积型铝土矿伪倾斜多层条带式开采方法，包括如下步骤：
S1、采场布置：通过靠近矿体下盘的脉内中段运输巷道将缓倾斜中厚铝土矿划分为不同中段，中段间预留顶柱和底柱，中段内沿矿体走向方向划分采区，采区间留设间柱，采区内划分矿块，以矿块为基本回采单元组织回采，所述间柱、采区与矿块均为伪倾斜布置，且伪倾斜方向一致;所述伪倾斜与水平面的夹角最大值为，式中;α为矿体倾角，β为采矿设备允许的最大爬坡角度;
S2、采准和切割工程：从脉内中段运输巷掘进采区斜坡道，采区斜坡道呈伪倾斜布置，倾斜方向与采区一致;
S3、回采工程;在采区划分开采条带，开采条带伪倾斜布置，倾斜方向与采区一致，作为回采作业面;
S4、采场通风;
S5、采场顶板管理;
S6、空区充填。
[0006]进一步的，所述开采方法用于倾角在9°~25°的缓倾斜中厚地下沉积型铝土矿。
[0007]进一步的，步骤S2中，所述采区斜坡道作为人员和设备进出采场的联络道，并兼做进风道。
[0008]进一步的，在采区斜坡道上，距离矿块底板6m~8m处，沿矿体走向方向掘进一条下分层装矿平巷至间柱边界处，作为切割工程的自由面;在垂直高度为中段高度一半处，沿矿体走向方向掘进一条分段运输平巷至间柱边界处，作为下分层切割工程的自由面;在脉内中段运输巷上，倾斜向上掘进一条分层联络道，坡度控制在15%以下，接着在紧邻底柱处，沿矿体走向方向掘进一条上分层切割平巷至间柱边界处，作为上分层切割工程的自由面;在分段运输巷上，倾斜向上掘进一条上分层切割平巷至间柱边界处，作为下分层切割工程的自由面。
[0009]进一步的，步骤S3中，将采区划分为宽3m~5m和6m~8m两种规格的条带，并间隔布置，条带伪倾斜布置，倾斜方向与采区一致，作为回采作业面。
[0010]进一步的，回采作业分两步骤分层回采，先采3m~5m条带、后采6m~8m条带，按照先采下层后采上层的开采顺序，每一分层采完及时充填;待下分层全部采完充填完毕，充填体达到许用强度后，再采上分层矿体;待整个采场回采充填完后，设计回收采场间柱。
[0011]进一步的，采用浅孔凿岩台车落矿，炮孔深2.5m～3.0m，炮孔间距1.0m～1.5m，采用人工装药，数码雷管起爆，矿石块度控制在350mm以内，个别大块在采场内进行二次破碎;出矿设备采用铲运机铲至斜坡道与装矿平巷或分段运输巷口，装至运矿卡车，经中段运输平巷最终运出。
[0012]进一步的，步骤S4中，新鲜风流由脉内中段运输巷经采区斜坡道、下分层装矿平巷、分段运输平巷、分层联络道和上分层切割平巷进入采场，洗刷工作面后，污风由风筒抽压出，汇至采区斜坡道集中排至上中段回风平巷排出地表;对于通风效果不佳的回采作业面，使用采局扇加强通风。
[0013]进一步的，步骤S5中，为避免落石掉落，爆破通风后要立即进行顶板撬毛作业;下分层回采结束后，采用喷砼支护，喷砼厚度80mm~100m;对于不稳固顶板，在上分层开采结束后，采用锚杆控顶，锚杆长度1.5m～2.5m，网度1.0m×1.0m，长短锚杆交错布置。
[0014]进一步的，步骤S6中，先将通往采空区的各通道口用充填挡墙封闭，从上中段将充填管路沿采场斜坡道进入采场进行充填，在充填前，架设充填挡墙，并留出泄水口排出溢流水;在各条带顶部的顶柱内，凿通宽0.8m~1.5m充填口，将充填管路架设至充填口，利用充填体自重进行流平，直至整条条带充填完成;下层开采充填时，3m~5m条带和6m~8m条带采用高强度机制砂充填体进行充填，胶结充填体强度要求不低于2MPa;上层开采充填时，3m~5m条带采用高强度机制砂充填体进行充填，强度要求不低于2MPa，6m~8m条带充填体为低强度充填砂浆，充填体满足脱水的要求即可。
[0015]进一步的，所述斜坡道、条带的坡度均小于采矿设备的最大爬坡坡度。
[0016]综上所述，本申请包括以下有益技术效果：
采用上述技术方案的缓倾斜中厚地下沉积型铝土矿伪倾斜多层条带式开采方法，其具有四个突出的优点：(1)与沿矿体倾向布置条带相比，将采场条带伪倾斜布置，降低了条带的坡度，便于采矿设备的使用，极大提高了采场的出矿效率;(2)中段开拓、采准与切割工程均布置在脉内，采切的均为矿石，极大降低了生产成本;(3)将中厚矿体分为上下两分层进行回采，先采下分层，待充填完成后再采上分层，避免空区过大，极大提高了安全性;(4)与沿走向条带相比，伪倾斜条带充填能充分利用充填体的自重进行流平，保证充填接顶好，安全性高。
附图说明
[0017]图1为本发明采矿方法的主视图;
图2为本发明采矿方法沿图1中Ⅱ-Ⅱ线剖视图;
图3为本发明伪倾斜角度计算示意图。
[0018]附图标记说明：
1、脉内中段运输巷;2、采区斜坡道;3、顶柱;4、底柱;5、间柱;6、充填体;7、下分层装矿平巷;8、分段运输平巷;9、上分层切割平巷;10、分层联络道;11、锚杆;12、炮孔;13、矿石堆;14、风筒;15、充填挡墙;16、充填口;17、3m~5m条带;18、6m~8m条带;19伪倾斜巷道。
具体实施方式
[0019]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实例中的附图，对本申请实例中的技术方案进行清楚、完整地描述;
本发明提供的一种缓倾斜中厚地下沉积型铝土矿伪倾斜多层条带式开采方法，其包含以下步骤：
S1、采场布置
通过靠近矿体下盘的脉内中段运输巷1将缓倾斜中厚铝土矿划分为不同中段，中段间预留顶柱3和底柱4，中段内沿矿体走向方向划分采区，采区间留设间柱5，采区内划分矿块，以矿块为基本回采单元组织回采，所述采区与矿块均为伪倾斜布置，且二者伪倾斜方向一致，伪倾斜与水平面的夹角最大值，式中;α为矿体倾角，β为采矿设备允许的最大爬坡角度;其中，中段高度20m~40m，采区沿走向方向长80m~150m，顶柱3和底柱4宽8m~12m，间柱5水平宽度3m~5m，具体顶柱3、底柱4和间柱5宽度与顶板稳定性有关，顶板稳定性好时取小值，稳定性差时取大值。
[0020]S2、采准和切割工程
从脉内中段运输巷1掘进采区斜坡道2，采区斜坡道呈伪倾斜布置，伪倾斜方向与采区一致，作为人员和设备进出采场的联络道，并兼做进风道;在采区斜坡道2上，在采区底柱4距离6m~8m处，沿矿体走向方向掘进一条下分层装矿平巷7至间柱5边界处，作为切割工程的自由面;在垂直高度为中段高度一半处，沿矿体走向方向掘进一条分段运输平巷8至间柱5边界处，作为下分层切割工程的自由面;在脉内中段运输巷1上，倾斜向上掘进一条分层联络道10，坡度控制在15%以下，以便采矿设备通行，接着在紧邻采底柱4处，沿矿体走向方向掘进一条上分层切割平巷9至间柱5边界处，作为上分层切割工程的自由面;在分段运输平巷8上，倾斜向上掘进一条上分层切割平巷9至间柱5边界处，作为下分层切割工程的自由面;
S3、回采工程
将采区划分为宽3m~5m条带17和6m~8m条带18两种规格的条带，并间隔布置，条带17和条带18均伪倾斜布置，夹角与采区斜坡道2一致，作为回采作业面;回采作业采用两步骤分层回采，采用浅孔凿岩台车落矿，炮孔12深2.5m～3.0m，炮孔12间距1.0m～1.5m，采用人工装药，数码雷管起爆，矿石块度控制在350mm以内，个别大块在采场内进行二次破碎;出矿设备采用铲运机铲至采区斜坡道2与下分层装矿平巷、上分层切割平巷9或分段运输平巷8口，装至运矿卡车，经脉内中段运输巷1最终运出采场;条带回采顺序按先采3m~5m条带17、后采6m~8m条带18，按照先采下层后采上层的开采顺序，待下分层全部采完充填完毕、充填体达到许用强度后，再采上分层矿体;待整个采场回采充填完后，设计回收采场间柱5;
S4、采场通风
新鲜风流由脉内中段运输巷1经采区斜坡道2、下分层装矿平巷7、分段运输平巷8、分层联络道10和上分层切割平巷9进入采场，洗刷工作面后，污风由风筒14抽压出，风筒直径300mm~500mm，汇至采区斜坡道2集中排至上中段回风平巷排出地表;对于通风效果不佳的回采作业面，考虑采局扇加强通风;
S5、采场顶板管理
为避免落石掉落，爆破通风后要立即进行顶板撬毛作业;下分层回采结束后，采用喷砼支护，喷砼厚度80mm~100m;对于不稳固顶板，在上分层开采结束后，采用锚杆11控顶，锚杆11长度1.5m～2.5m，网度1.0m×1.0m，长短锚杆交错布置;
S6、空区充填
先将通往采空区的各通道口用充填挡墙15封闭，从上中段将充填管路沿采区斜坡道2进入采场进行充填，在充填前，要架设充填挡墙15，并留出泄水口排出溢流水;在3m~5m条带17和6m~8m条带18顶端的顶柱3内，凿通宽0.8m~1.5m充填口16，将充填管路架设至充填口16处，利用充填体6自重进行流平，直至整条条带充填完成;下层开采充填时，一步骤3m~5m条带17和二步骤6m~8m条带18采用高强度机制砂充填体6进行充填，胶结充填体强度要求不低于2MPa;上层开采充填时，一步骤3m~5m条带17采用高强度机制砂充填体6进行充填，强度要求不低于2MPa，二步骤6m~8m条带18充填采用的充填体6为低强度充填砂浆，充填体满足脱水的要求即可。
[0021]经验证上述实施例能达到以下主要技术经济指标：
矿块生产能力：300~400t/d;
贫化率：8%~10%;
损失率：12%~14%;
采切比：3.98m/kt，53.37m3/kt。
[0022]尽管本发明的实施方案已公开如上，但并不仅仅限于说明书和实施方案中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里所示。
说明书附图(3)
声明：
“缓倾斜中厚地下沉积型铝土矿伪倾斜多层条带式开采方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：长沙有色冶金设计研究院有限公司
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