大进路无轨机械化联合充填连续开采新技术
煤矿综合机械化开采技术的应用与发展方向
煤矿综合机械化开采技术的应用与发展方向煤矿综合机械化开采技术是指在煤矿开采过程中，采用多种机械设备和装备进行煤矿开采的技术。
随着科技的不断发展和煤矿开采工作的不断进步，煤矿综合机械化开采技术在煤矿开采中的应用也越来越广泛，并且在未来还有很大的发展空间。
1. 采煤机的应用：采煤机是煤矿综合机械化开采技术中最关键的设备之一，它能够代替人工进行煤的开采，提高开采效率。
采煤机能够有效地减少矿工的作业强度和工伤事故的发生，提高人力资源的利用率。
2. 传输装备的应用：煤矿开采过程中需要将煤炭从井下运送到地面，传输装备的应用可以实现煤炭的快速、安全、高效地运输。
传输装备包括运输带、提升机、无轨胎车等，它们可以实现煤炭的连续运输，减少煤炭的中期储存，提高运输效率。
3. 煤矿动力设备的应用：煤矿综合机械化开采技术的应用还包括动力设备的使用，如电机、风机、水泵等，它们为煤矿开采提供了动力支持。
动力设备的应用可以增加煤矿的生产能力，提高煤矿的开采效率。
4. 自动化控制技术的应用：随着自动化技术的不断发展，煤矿综合机械化开采技术也可以实现自动化的控制。
自动化控制技术可以提高生产过程的可靠性和稳定性，减少人为因素对生产过程的影响，提高生产效率。
1. 安全性：煤矿开采是一个高风险的作业，煤矿综合机械化开采技术的发展方向之一是提高煤矿开采的安全性。
通过引入安全设备和安全措施，减少煤矿事故的发生，保障矿工的生命安全。
2. 便携性：煤矿综合机械化开采技术的发展方向之一是提高设备的便携性。
传统的煤矿机械设备体积庞大，无法灵活应对不同地质条件下的开采需求。
煤矿综合机械化开采技术需要研发出体积小巧、重量轻、灵活便携的设备，使其可以适应不同开采条件的需求。
3. 智能化：煤矿综合机械化开采技术的发展方向之一是提高设备的智能化水平。
通过引入人工智能、物联网、大数据等先进技术，使设备能够自主感知、分析和决策，实现煤矿开采过程的自动化和智能化。
下向分层进路胶结充填采矿法技术标准
下向分层进路胶结充填采矿法技术标准金川集团有限公司发布Q/YSJC-GY04-2010前言本标准是对Q/YSJC-GY04-2007的修订。
本标准与Q/YSJC-GY04-2007相比主要变化如下：——在分段与分层划分中，增加了“分层垂直高3m”。
——在采场构成要素表1中增加以下内容：——增加六角形进路高为6m采矿时工作面炮孔的布置图。
——在吊挂桁架长度中增加了3.7m和4.5m两种规格。
本标准由金川集团有限公司提出。
本标准由金川集团有限公司科技开发部归口。
本标准由金川集团有限公司科技开发部负责起草。
本标准由金川集团有限公司技术标准委员会矿山专业组起草。
本标准主要起草人：于晓霞郭慧高陈宗林李惠民高锋林秀英吴亚辉文有道。
本标准由金川集团有限公司科技开发部负责解释。
本标准所代替的历次版本发布情况为：——Q/JR-U02-1989，Q/JR-U11-1989，Q/YSJC-GY03-2004，Q/YSJC-GY04-2004，Q/YSJC-GY04-2007。
I下向分层进路胶结充填采矿法技术标准1 范围本标准规定了下向分层进路胶结充填采矿法操作技术要求，检验规则。
本标准适用于下向分层进路胶结充填采矿法。
2 规范性引用文件下列文件中的条款在本标准中的引用而构成本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB16423-2006 《金属非金属矿山安全规程》GB6722-2003《爆破安全规程》Q/YSJC-GY02《高浓度细砂管道自流输送胶结充填技术标准》3 术语3.1胶结充填采矿法随着回采工作面的推进，用水泥等胶凝材料与砂石、炉渣或选矿尾砂等配制成浆状物，通过管道利用自然重力或机械动力将其输送至采场充填采空区，以控制采场地压的采矿方法。
“大马芦”141矿体下向六角形进路式充填采矿方法探究
“大马芦”141矿体下向六角形进路式充填采矿方法探究摘要：“大马芦”是云南锡业控股有限责任公司大屯锡矿氧化矿基地，由于矿体分布相对零散、埋藏深、地压情况复杂，且大部分矿体开采受回采顺序、找矿靶区、上部系统影响。
为更好的利用此类资源，本文针对141矿体，分析了下向四边形进路式充填采矿法的利弊，并提出下向六角形进路式充填采矿法，就采矿工艺、充填方法、安全管理等进行探究。
关键词：141矿体；下向四边形进路式充填采矿法；下向六角形进路式充填采矿法；采矿工艺；安全管理1地质概况141矿体赋存于个旧组卡房段T2g15层位中，属层间氧化型矿体。
矿体分布于大箐东矿段28剖至45剖之间，为坑道、钻孔揭露并控制的隐伏矿体，矿体受断裂构造形态的控制。
控制长度约200米，宽2-40米，倾向延伸120m，赋存标高1493～1615m。
走向北东东向，倾向170°，倾角40°-80°。
呈脉状、层状产出，矿体上下盘围岩为细晶大理岩，中等稳固，体重2.355t/m3,矿体周边沿裂隙有滴水现象，为岩溶裂隙水，大气降水是主要补给水源。
2开采技术条件本次设计垂直范围为大箐东141矿体1480中段（标高1493m）～1540中段（标高1577m）,水平范围为大箐东34～44剖之间。
矿石储量373760吨，平均锡品位1.871%，金属6993吨。
矿体上部有1028人行、运输盲斜井、1540中段82线通风运输平巷需要保护。
开拓斜坡道已从溜井群施工至采场，绕矿体呈螺旋布置。
充填设备已安装完成，管路已铺设至采场，满足充填需求。
3采矿方法选择根据141矿体赋存情况，1540中段以上矿体有已经形成的82线运输平巷需要保护，结合我矿的采掘设备、开采技术条件，选用下向四边形进路式充填采矿法进行回采；1540中段以下矿体选用下向四边形进路式充填采矿法或下向六角形进路式充填采矿法进行回采。
（1）下向四边形进路式充填采矿法。
虽然能有效控制地压，减少围岩的移动，但回采进路应力比较集中，顶板暴露面积大，易冒落；充填成本较高，接顶困难；上下相邻分层需交错布置，分层联道工程量大；生产能力较低。
上向分层进路胶结充填采矿法采矿
上向进路充填采矿法说明上向进路充填采矿法是一种自下而上，以巷道掘进的方式进行回采，在进路掘至设计位置后并进行充填的采矿方法。
它是在每一水平分层布置若干条进路，按间隔或逐条进路的顺序回采，整个分层各条进路回采充填后，再回采上分层进路。
因在原岩下作业，要求矿岩较稳固，在巷道拉开后，顶板不会垮塌。
上向分层进路全尾砂胶结充填采矿法，对整个采场而言，以分层方式由下向上逐层回采，每分层划分成若干进路。
以进路为单位回采与充填，各进路间隔回采，采后胶结充填，待一期进路充填养护足够时间之后，再回采二期进路。
整个分层各采场进路回采充填后，再回采上分层进路。
该法的主要优点：（1）适应性强，对形态复杂和产状变化大的矿体，能有效进行回采。
（2）回采进路顶板暴露面积较小，一般只需锚杆或金属锚网护顶，就能保证回采作业的安全。
（3）回采工作可同时在多条进路内进行，实现凿岩、爆破、支护、出矿和充填等工序平行交替作业，提高了无轨自行设备的效率和采场生产能力。
（4）矿石回采损失率和贫化率低，资源回收率高。
（5）由于每条进路回采后，都及时进行了充填，有效地控制了顶板暴露面积与暴露时间。
该法的主要缺点：（1）采场为独头巷道型通风，通风效果相对较差。
（2）进路充填需进行接顶，充填工作复杂。
（3）进路胶结充填，采矿成本较高。
（4）采场采用浅孔凿岩爆破，采场生产能力不高。
IV号岩体1830中段：采场布置与结构参数：中段高度为60m,采场宽为矿体水平厚度，长为矿体走向长度，分层高度3m。
进路沿矿体走向布置，长为矿体走向长度，宽为3〜4m采准切割：根据现有工程布置和矿岩稳固性采准工程布置在矿体侧翼。
主要的采切工程有：1830水平有轨运输巷，溜井、人行措施井，溜井联络巷，人行井联络巷，分层联络巷，73线通风上山（充填回风井）。
其中溜井口通过锚杆焊接钢轨做为挡板，充填前采用钢筋混凝土封堵，封堵长度大于2m。
回采工艺：回采顺序为自下而上逐层进行。
分层联络巷垂直矿体走向布置在矿体侧翼，分层联络巷规格为3mx2.6m （宽X高），进路垂直分层联络巷布置，进路规格为3~4mX3m,（断面为9〜12m2）,进路回采为隔一采一凿岩采用YT-28型凿岩机凿岩，炮孔深度2.3m,布孔见炮孔布置图。
充填采矿法在铜矿的应用
充填采矿法在铜矿的应用在国内现代化建设进程不断加快的时代背景之下，国内资源开采工艺已经得到了较为迅猛的发展，为国内各类金属矿床的有效开展给以了可靠的技术保障。
而就充填采矿法在铜矿开采过程的应用来看，其有着极高的应用优势。
对此，笔者在参考相关文献资料的基础之上，从充电采矿法在铜矿开采过程的应用优势入手，对现今铜矿开采过程中所广泛应用的几种充填采矿技术进行了简要分析，以供参考。
标签：充填采矿；铜矿；应用就国内现今资源开采过程来看，普遍存在资源浪费、对环境影响大等缺点，不光不利于资源的有效回收与利用，还会对环境造成较大的不良影响，这与我国正大力推行的可持续发展战略是不相符合的。
而就充填采矿法在铜矿中的应用来看，其相对于传统的采矿工艺在减排、环保等上，有着极为显著的优势，为此，相关人员应该在充分了解充填采矿技术的基础之上，将其合理地应用于铜矿开采环节中，以此进一步提高金属矿开采的经济价值与社会效益。
1 充填采矿法在铜矿开采中的应用优势1.1 能够减少废料排弃充填采矿法在铜矿开采过程中的应用能够显著减少废料的排气，以德国格隆德铅锌矿为例，其在应用充填采矿法后，将原本需要排弃的全尾砂与碎石等废料全部充填到了进路之中，做到了无废料排弃。
该采矿方式由于排弃废料极少，所以在一些自然保护区内进行采矿作业时，其有着较的应用价值，可以实现对大量工业固体废料的高效处理，也能够在很大程度上缓解矿山污染的现实问题。
1.2 能够保护矿区环境充填采矿法应用范围极广，在水平矿体、倾斜矿体以及分支复合矿体等复杂矿体的开采过程中都极为适用，尤其在开采厚大矿体时，可以进一步提升矿柱的回收率，能够以“采富保贫”的方式实现对矿产资源的高效开采，不会出现矿产破坏的问题。
另外，在铜矿开采过程中衍生的废石以及尾矿等等仍然含有不少的有用物质，虽然目前技术难以实现对其中有用物质的高效提取，但采用将其进行填充的方式无疑能够在最大程度上保护其中的有用物质，这是对于资源的合理开发利用是有着一定促进作用的。
采矿需要了解的知识
采矿需要了解的知识1.矿石:凡是地壳中的矿物自然集合体，在现代经济技术条件下，能以工业规模从中提取国民经济所必须的金属或其他矿物者2.矿床开采强度：指矿床开采的快慢程度。
常用的矿床开采强度指标为回采工作年下降深度和开采系数3.采矿方法可分为空场法崩落法充填法4.按矿体倾角分类，倾斜矿体的倾角为 30°-55°5.电耙耙矿底部结构形式根据受矿结构不同主要分为喇叭口受矿双向对称受矿结构V形斩沟受矿双向对称结构平底受矿结构6.按矿体倾角分类，急倾斜矿体的倾角为＞55°7.按矿体厚度分类，中厚矿体厚度为5-15米8.金属矿床地下开采可分为：开拓采准切割回采四个步骤9.采空区的处理方法：崩落法充填法封闭法10.矿岩稳固性分类中，不稳固的矿体是指允许暴露的面积为：50㎡11.根据斜坡道的线路形式可以分为：螺旋式和折返式两种12.根据开采方式不同分为：露天开采和地下开采。
13.划归一个坑口开采的矿体叫井田14.阶段中矿块的开采顺序按照回采工作对主要开拓巷道的位置关系，可分为前进式后退式混合式三种15.按进风井和出风井的位置关系，风井布置有中央并联式中央对角式侧翼对角式三种16.单一开拓法包括竖井开拓法斜井开拓法斜坡道开拓法平硐开拓法四种17.斜井井底车场按矿车运行系统可以分为折返和环形两种18.采矿方法就是研究矿块开采的采矿方法，包括采准切割和回采三项工作。
根据地压管理采矿方法可以分为三大类19.空场法和崩落法的基本适用条件是矿石围岩稳固和崩落围岩充满采空区20.全面采矿法是将贫矿夹石和无矿带留下，是不规则矿柱。
方柱采矿法是在回采矿房时留下连续的或者间断的规则矿柱，所以它不仅能够回采薄和中厚矿体也可以开采极厚矿体21.上向水平分层胶结充填法和上向水平分层水力充填法的区别是，胶结充填方案的顺路人行天井不要按滤水条件构筑，溜矿井和行人天井在充填时立模板形成，并且不需要构筑隔墙铺设分层底板和建筑人工底柱。
煤矿掘进新技术的现状与发展趋势
煤矿掘进新技术的现状与发展趋势摘要：随着我国经济的快速发展，煤矿企业在当前的经济发展中仍然占据着重要地位，煤矿也是促进我国经济发展的重要能源之一。
通过通常情况下，我国的煤矿企业主要使用地下开采的方式，并且在先进技术的依托下，煤矿开采技术有了新的变化。
尤其是煤矿掘进技术，就当前煤矿企业的发展情况来看，企业大多实现了基本的机电与机械一体化的现代技术，并且逐渐向全自动化方向发展。
只有这样才能促使煤矿企业安全高效生产，并且在科学技术的保障下推动煤矿企业的发展进程。
关键词：煤矿；掘进；新技术；现状在科学技术的依托下我国的煤矿掘进技术已经较以前有力很大的改进，各种先进的技术和设备在实际的应用中也较为广泛。
但是就国外相比，我国的掘进技术还处在不断的摸索阶段，并且对国外的依赖程度还较高。
为了促进我国掘进新技术的发展，还需要不断学习和使用新技术，并且提出相应的改进策略，提高我国的自主研发能力。
1煤矿掘进技术现状1.1煤巷综合机械化掘进煤巷综合机械化掘进，指的是由悬臂掘进机、转载机、可伸缩带式输送机、单体锚杆钻机、通风除尘设备等组成，在掘进过程中，各机械需要配套作业，其中悬臂式掘进机是每项综合机械化掘进的重要设备，掘进机的性能好坏关系着掘进机的掘进工效和掘进进尺。
悬臂式掘进机在中国重点煤矿已普遍使用，发挥了重要作用。
但由于是单巷掘进，且采用单体锚杆进行锚杆支护，掘进和支护不能平行作业，影响了掘进速度的进一步提高。
1.2大断面煤巷连续采煤机的高效掘进该掘进方式需要进行多巷掘进，主要应用的机械设备为连续采煤机，连续采煤机是一种具有较大截割宽度的集落煤、装运及行走为一体的综合机械化掘采设备，其广泛应用于矩形断面的双巷或多巷快速掘进，同时也适用于短壁开采，已经成为矿井实现高效掘进的关键设备。
连续采煤机掘进工作面设备配置按工作面运输方式一般分为2种，一种是间断式运输方式，工作面配置为连续采煤机、运煤车或梭车、给料破碎机、锚杆钻车、铲车及胶带输送机；另一种是连续运输方式，工作面配置为连续采煤机、锚杆钻车、连续运输系统、铲车及胶带输送机。
露天采矿技术及其发展方向
露天采矿技术及其发展方向在现代科学技术快速发展的新形势下，我国露天采矿技术取得了较大的进步，一些新技术和新工艺在矿区中进行应用，特别是一些先进的采矿技术的应用，有效的提高了矿区开采的水平，这对我国冶金工业的发展起到了积极的促进作用。
1露天采矿工艺技术1.1开采工艺1.1.1胶结充填采矿技术利用胶结充填采矿技术可以有效的提高矿产资源的回采率，并对地表进行有效保护。
随着胶结充填采矿技术的不断发展，一些新技术的出现，进一步提高采充填采矿工艺与矿床开采条件匹配度，實现了矿区的高效率、高产能，而且采矿成本有所降低。
（1）盘区高分层充填采矿技术分层充填采矿工艺在露天采矿中应用较为广泛，但由于其分层高度多以2m～3m左右，这就有效的制约了分层采矿法的生产能力和生产效率。
通过将大型无轨采矿设备在分层采矿工艺中进行应用，形成盘区高分层充填采矿技术，要有效的提高生产能力和生产效率。
在具体开采过程中，其采矿盘区沿矿体走向进行布置，并在盘区内划分出矿房及矿柱采场。
对于回采矿房，在采后利用尾砂胶结充填，回采矿柱则在采后用尾砂充填。
具体作业过程中，需要将无轨机械化凿岩采矿工艺、分层采场一次微差爆破、界面控制爆破等相结合进行作业，可以实现集中强化采矿，不仅能够提高产能，而且采矿效率处于较高水平。
（2）分段充填采矿技术在应用充填采矿法时，一般会采用分层回采方式，但这种方式存在充填成本高及对矿体稳固性具有较高的要求。
通过应用分段充填采矿技术，可以有效的缩小采场暴露面积，能够在矿体不太稳固下实现高效率的充填采矿，能够实现无矿柱连续开采，即使对于难采矿体，也能够实现采矿作业的安全、高效、低耗。
在分段充填采矿法中，其将采矿中段划分成分段，在各分段进行采场单元布置，完成采、出和充作业。
在中段内呈现梯状多分段来布置采场，按照采矿步距在分段采场内进行交替回采和充填作业。
凿岩、出矿和充填作业则在巷道内进行，采用深孔挤压充填体爆破，对于形成的采空区立即进行胶结充填。
几种地下采矿方法总结
大部分矿房和矿柱回采,回采时充填采空区,用充填采空区控制地压.矿石损失贫化小，成本高，充填系统复杂，
适用条件
矿石围岩稳不稳固均可以应用,最好是矿石品位高的贵重金属
分类依据
(1)矿块结构和回采工作面(2)充填料和输送方式(干式、水力、胶结)
详细分类
特征
适用
优点
缺点
充填顺序
单层充填法（壁式充填法）
用矿块倾斜全长的壁式回采面沿走向、依次按矿体全厚回采，同时充填
分段矿房法sublevel stoping
倾斜、急倾斜中厚到厚矿体，围岩暴露时间短，对稳固性要求降低
在矿块垂直方向划分若干分段,在每个分段上划分矿房矿柱,各分段有出矿巷道
可使用高效率的无轨装运设备,灵活性大,回采强度大
采准工作量大
阶段矿房法block stoping（用深孔回采矿房的采矿法）
分段凿岩阶段矿房法(水平深孔落矿)
在凿岩峒室中钻水平扇形深孔,向矿房底部拉底空间崩矿.矿房底部拉底、辟漏,开垂直切割槽,落矿
适用条件：广泛用于开采矿岩稳固的厚和极厚极倾斜矿体，极倾斜平行极薄矿脉组成的细矿带也采用这种方法合采
优点：回采强度大,劳动生产率高,采矿成本低,坑木消耗少,回采作业安全
缺点：崩矿时对底部结构具有一定的破坏性,矿柱矿量比重较大,回采矿柱的损失贫化大
空场嗣后充填法Βιβλιοθήκη 空场法与充填法的联合，前面与空场法类似，增加了充填工艺
分段空场嗣后
机械化开采效率高、生产能力高、安全、回收率高、贫化率低
发展前景好
大直径深孔
房柱法、阶段矿房、留矿
3、空场采矿法open stope mining method
优缺点
优：方法简单，贫化小，适用范围广。缺点：对矿石围岩的稳固性要求高
煤矿开采新技术、新工艺
备 • 矿井安全监测、监控系统，安全可靠
安全高效矿井硬件建设
• 创新设计理念，建立安全高效生产建设模 式
• 采用一流先进装备，采掘机械化率达到 100%
• 应用并创新先进生产工艺，实现减人提效 • 创建信息化，自动化管理模式，实现“无
• （通过向开采煤层上覆岩层的离层带内打孔，并向其空隙中注入泥浆， 可以减缓地表下沉。该项技术已经进行了工业性试验，其效果比水少 充填减少了案30%-60%，最大下层速度保持在0.5mm/a）
煤矿开采新技术、新工艺与新设备
• 煤矿绿色开采技术----技术途径 和措施
• 五、采空区充填开采技术
•
采空区充填开采技术是绿色开采技术的重要组成部分，尤
其在经济发达地区解决建筑物下开采更应受到重视。从理论上
来说，充填采矿是解决煤矿开采环境问题的理想途径，但由于
目前充填采矿的成本相对偏高，限制了该项技术在煤矿的试验
与应用。
•
在市场 经济条件下，充填技术的关键是充填材料的选取及
如何降低成本。另外就是充填技术本身，它应该包括充填系统
与开采系统的协调；充填运输系统的畅通 ；充填后材料的力学
煤矿开采新技术、新工艺与新设备
• 煤矿绿色开采技术----技术途径和措施
• 二、减少井下废气、粉尘污染的措施 • 1、井下抽放瓦斯综合利用 • （既可减少瓦斯涌出量同时可以瓦斯二次利用）抽放分为
本煤层抽放、邻近层抽放、采空抽放、钻孔抽放、巷道抽 放、综合抽放 • 2、井下粉尘防治 • 今后一个时期，在我国主要研究解决厚及特厚煤层注水工 艺技术及配套装备 • 3、井下防灭火技术（阻化剂、黄泥灌浆、注凝胶、均压 防灭火、注氨、束管检测系统）
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SeriesNo.390December 2008 金 属 矿 山METALMINE 总第390期2008年第12期
3“十一五”国科技支撑计划项目(编号:2006BAB02A01)。阳雨平(1963—),男,中南大学资源与安全工程学院,副教授,
410083湖南省长沙市。
・采矿工程・大进路无轨机械化联合充填连续开采新技术3
阳雨平 周 旭 王贻明 任建平(中南大学)
摘 要 结合云南驰宏锌锗股份有限公司会泽铅锌矿深部复杂难采矿体的开采,采用水压支柱护顶联合充填连续开采新技术对传统上向水平分层充填法进行了革新。以单体水压支柱顶板支护为技术核心,采用控制爆破技术,以及组合可拆式隔离墙施工技术和无轨机械化施工技术,扩大进路断面,加大废石充填量,实现了连续开采,确保采场顶板稳定,简化采矿工艺,降低采切工程量;进一步降低贫损指标,提高采矿生产能力。关键词 高水压支护 无轨机械化 膏体充填 废石充填 连续开采
NewContinuousMiningTechnologywithLargeAccessTracklessMechanizedCombinedFillingYangYuping ZhouXu WangYiming RenJianping(CentralSouthUniversity)
Abstract Intheminingofdeep-seatedcomplexdepositinHuizeLead-ZincMineofYunnanChihongZinc-Ger2maniumCo.,Ltd,thecontinuousminingtechnologywithhydraulic-proproofsupportcombinedfillingwasusedtoreformthetraditionalupwardhorizontalslicingfillingmethod.Withtheroofsupportbymonomerhydraulicpropsasitstechnicalcore,themethodalsoadoptscontrolledblasting,combineddetachableisolationwallandtracklessmechanizedconstructiontechnology,enlargedaccesssectionandincreasedwasterockbackfillamounttorealizeacontinuousmining.Asaresult,thestoperoofstabilityisensured,theminingprocesssimplified,thecuttingengineeringquantitiesreduced,thedilution-lossfurtherreducedandtheminingcapacityimproved.Keywords Highhydraulicprops,Tracklessmechanization,Pastefilling,Wasterockfilling,Continuousmining
由于金属矿床的开采深度不断增大,岩体稳定性不断降低,复杂难采矿体的开采要求采用更可靠的围岩支护方法,充填采矿法应用越来越广泛。其中会泽铅锌矿在国家“七五”攻关期间,就实现了高浓度、长距离、大高差以及全自动控制充填料制备、自流输送、检测的粗粒级水砂充填技术[1]。在多年生产实践基础上,全尾砂-水淬渣胶结充填技术[223]得到充分发展,矿山采用全尾砂-水淬渣作为充填骨料,425#普通硅酸盐水泥作为胶结剂,充填料浆质量浓度不小于76%,结合原有水砂充填以及干式充填,取得了有效的成果。但在面对麒麟坑深部8#矿体的开采,高破碎带、高水位、高应力等技术难题时,逐渐显露制约其发展的主要弊端:(1)采场结构参数欠合理。由于采用矿房矿柱两步骤回采,目前采场尺寸高3m、宽6m,生产能力小,采矿工艺复杂,采切工程量大,采矿成本高。(2)采掘设备应用问题。矿山引入了大量国外先进的无轨采掘设备[425],受到采场参数限制,又未
能积极开展凿岩爆破技术研究,以至于无法发挥其性能优势,造成采矿效率低。(3)充填工艺问题。充填采空区需要合理解决
膏体制备富余能力不足,充填效果不理想。在节省成本的条件下如何有效地结合其它充填法,成为亟待解决的问题。因此,本研究以此为背景,提出了大进路机械化联合充填技术。1 开采技术条件麒麟坑8#矿体赋存于下石炭统摆佐组地层中上部白云岩中,矿体顶、底板与围岩界限清楚,沿层产出。走向N18°～24°E,平均21°左右,矿体倾角53°～61°,走向长210～245m(平均约227m),水平厚度1.5～18m。平面上中部厚大,沿走向端部变
・21・薄或分支尖灭,矿体总体向南西方向侧伏,以层状似层状产出为特征。在矿段范围内,相对规模大的构造主要为北西向断层,沿走向断层在巷道内已有揭露,但对矿体错动不大,倾角35°～85°。矿床充水主要为岩溶裂隙水,水文地质条件复杂,矿石多呈碎块状和碎屑状,稳定性相对较差,较易发生崩塌和冒落。开采区域的岩体质量为差～中等,主要为中等稳固岩层,矿体的稳固性中等。但矿石的开采随深度增加,地压的增大,岩矿的稳固性处于不断变化的过程中,尤其矿石中的节理微裂隙发育,开采过程中可能发生矿石块落和局部冒落。2 大进路机械化联合充填方案本方案垂直于走向布置矿房,宽度9m,长度为矿体厚度。阶段高度60m,分段高度12m,分层高度4m;不留顶(底)柱和间柱,采用钢筋混凝土假顶(底)方案形成多中段同时作业;分段平巷位于下盘
脉外5～15m处,断面为3.0m×3.5m的三心拱;
采场联络道与分段平巷相通,水平坡度(服务于第一分层)的脉外采场联络道,断面为3.0m×3.5m
的三心拱,以后脉外采场联络道随回采压顶而形成,
服务于3个分层;通风天井布置在上盘脉外,断面2
m×2.4m。采矿方案见图1所示。引用国内轻型合金高支柱[629]护顶,同时以此为骨架架设充填体隔墙,采用膏体胶结与废石联合充填方式,实现灵活高效的大进路机械充填。
图1 大进路机械化联合充填采矿法方案1-出矿道;2-膏体充填料;3-废石充填料;4-溜矿井;5-分段联道;6-分层联道;7-沿脉巷道;8-通风平巷;9-单体水压支柱;10-上中段平巷;11-充填天井;12-分段巷道;13-中段平巷2.1 方案特点(1)盘区内由两端向中央连续推进;(2)以水压支柱护顶,实现大跨度回采;(3)以支柱为骨架,与可拆装模板结合,作为充填体隔墙;(4)采用预裂、定向和微差等控制爆破技术,确保顶板稳定和支柱的安全性。2.2 采场结构参数矿房垂直于走向布置,长度为矿体厚度。阶段高度60m,分段高度12m,分层高度4m,作业空间宽度9m,采矿一次推进6m。不留顶(底)柱和间柱,采用钢筋混凝土假顶(底)方案形成多中段同时作业。盘区内矿块采用后退式回采,由两翼向中央推进。采场结构见图2所示。
・31・
阳雨平等:大进路无轨机械化联合充填连续开采新技术 2008年第12期2.3 采准工程采用“之”字形折返式采准斜坡道。每个盘区布置一条出矿道和沿脉平巷。分段可采用联络道直接将出矿道与斜坡道连接或者布置分段平巷连接,使多个盘区形成整体两种布置方式。图2 采场结构1-矿体;2-单体水压支柱;3-顶、底梁;4-膏体充填料;5-废石充填料溜矿井布置在盘区中部,废石溜井和充填回风井布置在矿体中部。2.4 回采工艺2.4.1 凿岩采用7655型凿岩机或Boomer281凿岩台车进行浅孔凿岩,孔深2m～2.8m。2.4.2 爆破采用2#岩石乳化炸药,非电毫秒延期导爆管,火雷管、导火索连接点火起爆。工作面矿体爆破顺序见图3。图3 工作面爆破顺序1-预裂爆破矿体层;2-第二顺序矿体层;3-第一顺序矿体层;4-膏体充填料;5-顶、底梁;6-单体水压支柱;7-竹胶模板;8-废石充填料待爆破矿体从下至上划分第一顺序层、第二顺序层和预裂爆破层。第一顺序层首先爆破,以预留通道为主要爆破方向,崩矿高度小,离支柱距离2～3m;第二顺序层滞后预裂爆破层微差爆破,主要爆破方向向下。因此,既对支柱的安全性影响很小,又可保证顶板矿体的稳定性。2.4.3 采场通风主要采用局扇抽出式通风方式,辅以压入新鲜风。通风线路:新鲜风经中段沿脉→采场斜坡道→采准道→采场;
污风经采场→采准道→充填通风井→上中段回风平巷。2.4.4 顶板管理以单体支柱为主要支护手段,辅助以锚杆支护和立柱、簇柱、垛木等支护形式[6]。具体参数(图4):排距3m,间距1m,距正前方工作面距离2m,也可根据现场岩体稳定性情况调整,局部破碎地段采用锚杆或加钢筋网支护。单体支柱撤除时,对于部分不稳定地段可采用辅助支护形式。
图4 单体水压支柱支护结构1-沿脉巷道;2-膏体充填料;3-单体水压支柱;4-顶、底梁;5-矿体2.4.5 采场出矿采用EST-2D型2m3电动铲运机进行出矿,
矿石经采场→沿脉巷道→出矿道→分段巷道→溜矿井→中段运输平巷装车运输。2.4.6 充填工作采用膏体胶结与废石联合充填方式,以单体水压支柱为骨架,架设竹胶模板或钢模板,作为充填体隔墙,然后用铲运机从废石天井将废石由里而外,边拆单体支柱,边按自然安息角斜面堆积在待充填区底板上,膏体充填体靠外墙,以保证拆模后充填体的稳定性,最后按矿山原有方式铺设充填管道,架设隔墙,进行膏体充填工作。充填结构见图5所示。3 结 论首次在金属矿开采中应用单体水压支柱顶板支护技术,结合以预留通道为回采爆破自由面的预裂、定向等控制爆破技术[10211],充分利用矿山现有先进
设备,根据膏体无需脱水的特点,创新组合可拆式充填体隔离墙,以大进路膏体和废石充填方式,提高废石膏体充填比例,提出安全经济有效的大进路无轨・41・
总第390期 金 属 矿 山 2008年第12期