專利名稱：一種多層礦體三維空間協(xié)同采礦法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬礦山地下開采領(lǐng)域，涉及一種多層礦體三維空間協(xié)同采礦法，特別適合緩傾斜薄-中厚多層礦體的開采。
背景技術(shù)：
緩傾斜薄-中厚礦體的開采一直是采礦界的難題，而尤以多層緩傾斜薄-中厚礦體的開采難度最大。對(duì)于此類礦體傳統(tǒng)的開采方法主要有分采和合采兩種形式，但效果一直不是很理想，無法在生產(chǎn)空間上實(shí)現(xiàn)集約高效，達(dá)不到安全高效低成本開采的目標(biāo)。國(guó)內(nèi)許多礦山的生產(chǎn)實(shí)踐表明，這些方法都在不同程度上存在問題。前者存在的突出問題是上下層之間回采作業(yè)干擾大，而且多以下行式開采方式回采，地壓管理難度大，采切工程大，損失貧化高；而合采的主要問題在于控制采場(chǎng)頂板難度大，安全性差，礦石貧化增大，經(jīng)濟(jì)效益差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決多層緩傾斜薄一中厚礦體開采的技術(shù)難題，提供一種多層礦體三維空間協(xié)同采礦法，該方法能減小礦石的貧化損失、降低采切比、提高生產(chǎn)能力，最大限度地減小多層礦體回采過程中的相互影響和相互制約，在生產(chǎn)空間實(shí)現(xiàn)集約高效，最終實(shí)現(xiàn)多層礦體的安全高效低成本開采。為了解決上述技術(shù)難題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:(1)將多層礦體重組為一個(gè)或幾個(gè)礦群，礦群下部的主要運(yùn)輸巷道與礦體外圍通過溜井系統(tǒng)溝通，礦群采取統(tǒng)一采準(zhǔn)，分層回采，嗣后充填；(2)各層礦體沿傾向劃分盤區(qū)，沿走向劃分采區(qū)，上、下層各礦體的盤區(qū)間柱和采區(qū)間柱在三維空間上對(duì)齊布置；在盤區(qū)間柱和采區(qū)間柱中間位置分別布置主進(jìn)路和分支進(jìn)路，多層礦體回采順序?yàn)橥弦来位夭?，同層礦體為上行式開采，由下部盤區(qū)向上部盤區(qū)依次開采，再利用上部開拓、采準(zhǔn)的廢石充填下部采空區(qū)；(3)各層礦體回采均采用鑿巖臺(tái)車鑿巖、鏟運(yùn)機(jī)出礦、井下卡車運(yùn)搬、電機(jī)車運(yùn)輸有機(jī)結(jié)合的方式。所述的盤區(qū)間柱和采區(qū)間柱寬度均為11 13m ;盤區(qū)沿傾向長(zhǎng)80 100m，采區(qū)沿走向長(zhǎng)60 80m。所述的主進(jìn)路尺寸為4X3.5m，分支進(jìn)路尺寸為4X3.5m。各礦群分別布置獨(dú)立的溜井系統(tǒng)，上部礦群的溜井系統(tǒng)與下部礦群的溜井系統(tǒng)相溝通。在各層礦體一翼布置鏟運(yùn)機(jī)斜坡道，通過聯(lián)道溝通各層礦體主進(jìn)路、上部運(yùn)礦巷道和下部運(yùn)礦巷道。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:多層礦體的回采順序?yàn)樯舷蛏闲惺介_采，先采下部礦體，形成的采空區(qū)通過充填井，利用上部開拓、采準(zhǔn)廢石充填，廢石不出坑和采空區(qū)處理同步實(shí)現(xiàn)。采用上述技術(shù)方案的多層礦體三維空間協(xié)同采礦法，通過重構(gòu)多層礦體三維空間的開拓、采準(zhǔn)工程，有效解決了多層礦體開采過程中上下層之間的相互影響和相互制約的問題，上下層之間作業(yè)干擾小，損失貧化得到有效控制，生產(chǎn)成本大幅降低。


圖1為本發(fā)明多層礦體三維空間協(xié)同開采縱剖面示意圖。圖2為本發(fā)明多層礦體三維空間協(xié)同開采平面示意圖。圖3為本發(fā)明多層礦體回采順序示意圖。圖4為本發(fā)明單層礦體回采順序示意圖。圖5為本發(fā)明盤區(qū)間柱和采區(qū)間柱回采順序示意圖。圖中:1-1#礦體；2-2#礦體；3-3#礦體；4-4#礦體；5_5#礦體；6_6#礦體；7-回風(fēng)井；8_回風(fēng)聯(lián)道；9_充填井；10_主進(jìn)路礦倉；12-2#礦倉；13_下部運(yùn)礦巷道;14-1#溜井；15-2#溜井；16-主要運(yùn)輸巷道；17-上部運(yùn)礦巷道；18-主斜坡道18 ;19_聯(lián)道；20_盤區(qū)間柱；21_采區(qū)間柱；22_分支進(jìn)路。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及本實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述，本實(shí)例僅作為個(gè)例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行解釋，不對(duì)保護(hù)范圍限制。(I)本發(fā)明所述的多層礦體三維空間協(xié)同采礦法如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，該多層礦體從上往下依次為1#礦體1、2#礦體2、3#礦體3、4#礦體4、5#礦體5、6#礦體6，鑒于3#礦體、4#礦體之間夾石厚度較大的特點(diǎn)，將多層礦體重組為兩個(gè)礦群(上部1#礦體、2#礦體、3#礦體為上部礦群，下部4#礦體、5#礦體、6#礦體為下部礦群)回采，每個(gè)礦群統(tǒng)一布置開拓、采準(zhǔn)工程和溜井系統(tǒng)，最大限度地減小多層礦體回采過程中的相互影響和相互制約；
(2)在3#礦體3、4#礦體4之間布置上部運(yùn)礦巷道17，并在多層礦體東翼向下掘進(jìn)1#溜井14、2#溜井15形成上部礦群溜井系統(tǒng)，在下部礦群采區(qū)間柱位置向下掘進(jìn)充填井9 ；在5#礦體5東翼布置下部運(yùn)礦巷道13，向下掘進(jìn)1#礦倉11、2#礦倉12形成下部礦群溜井系統(tǒng)；在礦群東翼布置主斜坡道18，并通過聯(lián)道19溝通各層礦體主進(jìn)路10、上部運(yùn)礦巷道17和下部運(yùn)礦巷道13 ;形成了三維空間上完整的多層礦體開拓、采準(zhǔn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無軌采礦、無軌運(yùn)搬、有軌運(yùn)輸三者的有機(jī)結(jié)合；
(3)各層礦體沿傾向劃分盤區(qū)，盤區(qū)間柱20寬12m，盤區(qū)長(zhǎng)80 100m，沿走向劃分采區(qū)，采區(qū)間柱21寬12m，采區(qū)長(zhǎng)60 80m，各層礦體之間的盤區(qū)間柱20和采區(qū)間柱21上下對(duì)齊布置；在盤區(qū)間柱中間位置布置主進(jìn)路10，尺寸為4X3.5m，在采區(qū)間柱21中間位置布置分支進(jìn)路22，尺寸為4X3.5m ;鑿巖臺(tái)車鑿巖，鏟運(yùn)機(jī)出礦，各采區(qū)不布置采場(chǎng)小溜井，礦石直接通過井下卡車從主進(jìn)路10運(yùn)搬至溜井系統(tǒng)，電機(jī)車運(yùn)輸；
(4)多層礦體回采順序如圖3、圖4所示，多層間為上向開采，即先采下部6#礦體6，再采5#礦體5，往上依次回采，圖3中標(biāo)注的數(shù)字為多層礦體的回采順序；同層礦體為上行式開采，即由下部盤區(qū)向上部盤區(qū)依次推經(jīng)，圖4中標(biāo)注的數(shù)字為同層礦體的回采順序；最大限度減小多層礦體回采過程中的相互影響和制約，并且充填體只作為回采上部礦體的一個(gè)平臺(tái)，對(duì)充填體的強(qiáng)度要求也相對(duì)較低，能充分利用上部開拓采準(zhǔn)的廢石，直接由充填井充入下部空區(qū)，低成本實(shí)現(xiàn)廢石不出坑； (5)盤區(qū)間柱20和采區(qū)間柱21在每層礦體回采完之后再依次后退式回采。本發(fā)明在某地下礦山生產(chǎn)實(shí)際中得到了應(yīng)用，該礦體為典型的緩傾斜薄-中厚多層礦體，礦體上下部均已具備一定的開拓工程，應(yīng)用本專利方法，通過重構(gòu)多層礦體三維空間的開拓、采準(zhǔn)工程，有效解決了多層礦體開采過程中上下層之間的相互影響和相互制約的問題，上下層之間作業(yè)干擾小，損失貧化得到有效控制，生產(chǎn)成本大幅降低。
權(quán)利要求
1.一種多層礦體三維空間協(xié)同采礦法，其特征在于: (1)將多層礦體重組為一個(gè)或幾個(gè)礦群，礦群下部的主要運(yùn)輸巷道與礦體外圍通過溜井系統(tǒng)溝通，礦群采取統(tǒng)一采準(zhǔn)，分層回采，嗣后充填； (2)各層礦體沿傾向劃分盤區(qū)，沿走向劃分采區(qū)，上、下層各礦體的盤區(qū)間柱和采區(qū)間柱在三維空間上對(duì)齊布置；在盤區(qū)間柱和采區(qū)間柱中間位置分別布置主進(jìn)路和分支進(jìn)路，多層礦體回采順序?yàn)橥弦来位夭桑瑢拥V體為上行式開采，由下部盤區(qū)向上部盤區(qū)依次開采，再利用上部開拓、采準(zhǔn)的廢石充填下部采空區(qū)； (3)各層礦體回采均采用鑿巖臺(tái)車鑿巖、鏟運(yùn)機(jī)出礦、井下卡車運(yùn)搬、電機(jī)車運(yùn)輸有機(jī)結(jié)合的方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層礦體三維空間協(xié)同采礦法，其特征在于:所述的盤區(qū)間柱和采區(qū)間柱寬度均為11 13m;盤區(qū)沿傾向長(zhǎng)80 100m，采區(qū)沿走向長(zhǎng)60 80m。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層礦體三維空間協(xié)同采礦法，其特征在于:主進(jìn)路尺寸為4X3.5m，分支進(jìn)路尺寸為4X3.5m。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層礦體三維空間協(xié)同采礦法，其特征在于:各礦群分別布置獨(dú)立的溜井系統(tǒng)，上部礦群的溜井系統(tǒng)與下部礦群的溜井系統(tǒng)相溝通。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層礦體三維空間協(xié)同采礦法，其特征在于:在各層礦體一翼布置鏟運(yùn)機(jī)斜坡道，通過聯(lián)道溝通各層礦體主進(jìn)路、上部運(yùn)礦巷道和下部運(yùn)礦巷道。
全文摘要
一種多層礦體三維空間協(xié)同采礦法。本發(fā)明涉及緩傾斜多層薄-中厚礦體三維空間協(xié)同采礦法。其步驟為(1)將多層礦體重組為一個(gè)或幾個(gè)礦群，礦群下部的主要運(yùn)輸巷道與礦體外圍通過溜井系統(tǒng)溝通，礦群采取統(tǒng)一采準(zhǔn)，分層回采，嗣后充填；(2)各層礦體沿傾向劃分盤區(qū)，沿走向劃分采區(qū)，上、下層各礦體的盤區(qū)間柱和采區(qū)間柱在三維空間上對(duì)齊布置；在盤區(qū)間柱和采區(qū)間柱中間位置分別布置主進(jìn)路和分支進(jìn)路，多層礦體回采順序?yàn)橥弦来位夭?，同層礦體為上行式開采，由下部盤區(qū)向上部盤區(qū)依次開采，再利用上部開拓＼采準(zhǔn)的廢石充填下部采空區(qū)；(3)各層礦體回采均采用鑿巖臺(tái)車鑿巖、鏟運(yùn)機(jī)出礦、井下卡車運(yùn)搬、電機(jī)車運(yùn)輸有機(jī)結(jié)合的方式。本發(fā)明最大限度地減小多層礦體回采過程中的相互影響和相互制約，上下層之間作業(yè)干擾小，損失貧化得到有效控制，生產(chǎn)成本大幅降低。
文檔編號(hào)E21C41/22GK103104261SQ201310052478
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月18日
發(fā)明者周科平, 鄧紅衛(wèi), 胡普侖, 楊念哥, 高峰, 李志宏, 江波 申請(qǐng)人:中南大學(xué), 云南錫業(yè)集團(tuán)(控股)有限責(zé)任公司