基于采礦機的緩傾斜薄礦脈機械化連續(xù)開采方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采礦方法，特別是涉及一種基于采礦機的緩傾斜薄礦脈機械化連續(xù)開采方法。
【背景技術】
[0002]緩傾斜薄礦體是我國非煤礦山中主要礦脈類型，特別是在貴重金屬金、銀、錫、鎢及化工磷、鉀等礦床中占有較大比重。緩傾斜薄礦體常用點柱式空場法、全面法或長壁式崩落法開采，這些方法的普遍特點是采用鉆爆法進行回采，存在著需要打眼爆破，工作面一次落礦量少，作業(yè)不連續(xù)，采場生產(chǎn)能力低，作業(yè)成本高等缺點，特別是難以實現(xiàn)機械化連續(xù)開采與無人采礦，嚴重地制約著礦業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展。隨著我國礦業(yè)資源的不斷開發(fā)與利用，深部開采成為必然。深井開采時巖層在高應力環(huán)境下發(fā)生卸載破壞，一種充分利用深部巖層高應力誘導致裂的開采理論應運而生，隨之而來的是借助該誘導理論的非爆連續(xù)采礦機已經(jīng)在太原煤科院、三一重工等廠家研發(fā)生產(chǎn)，本專利是基于采礦機的緩傾斜薄礦脈非爆連續(xù)開采方法。
[0003]開米過程中，充分利用米礦機機械破碎、切割、與沖擊的特點，有效地控制礦體回采邊界，克服了傳統(tǒng)鉆爆法對圍巖爆破損傷嚴重、一次貧化損失大、礦巖邊界控制難、采場平底工作繁重、支護困難的特點。另外，緩傾斜薄礦脈采用普通鉆爆法開采，存在著爆破塊度大，礦石運搬困難或二次破碎工程量大，作業(yè)不安全，工人勞動強度大，開采成本高等問題。采用基于采礦機的非爆連續(xù)開采方法與工藝，借助現(xiàn)代通訊、視頻傳輸?shù)燃夹g，可實現(xiàn)礦山開采的無人化，它是礦業(yè)發(fā)展的未來與終極目標。因此，發(fā)明一種基于采礦機的緩傾斜薄礦脈機械化連續(xù)開采方法，填補了該類礦體采用采礦機安全、高效、經(jīng)濟連續(xù)開采的空白，解決了緩傾斜薄礦脈機采難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是提出一種開采工序簡單，易形成規(guī)整開采斷面，機械設備運移方便，無須布置脈外采準和脈內(nèi)切割工程，不需進行二次破碎工作，作業(yè)安全性高，投資生產(chǎn)見效快，回采效率高，生產(chǎn)能力大的基于采礦機的緩傾斜薄礦脈機械化連續(xù)開米方法O
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供的基于采礦機的緩傾斜薄礦脈機械化連續(xù)開采方法，所有開拓及采準巷道均布置在礦脈內(nèi)，沿礦體走向布置中段膠帶運輸巷，兼作通風巷道；沿中段膠帶運輸巷每隔一定距離掘進偽傾斜上山，形成平行四邊形回采單元；在走向上，相鄰回采單元布置條形連續(xù)間柱；在傾向上，相鄰回采單元布置頂柱或底柱；采準切割從下中段膠帶運輸巷開始，采礦機從回采單元邊界位置穿過頂柱或底柱掘進左右偽傾斜上山至上中段膠帶運輸巷；回采從右側(cè)上山的膠帶運輸巷位置開始，采礦機緊靠礦體以水平進路方式回采礦體至左側(cè)上山，然后采礦機空載沿左側(cè)偽傾斜上山下行，至回采單元底部，從左側(cè)上山位置沿底部設計邊界以水平進路方式回采礦體至右側(cè)上山，然后空載從右側(cè)上山上行至上膠帶運輸巷附近，如此逆時針方向循環(huán)，直至回采單元內(nèi)礦體回采完畢，最后留下中央位置預留礦柱；采礦機回采時落下的礦石由鏟運機或其他機械鏟裝到回采單元下部的皮帶上，通過皮帶運輸?shù)降乇碇饕V倉。
[0006]具體步驟如下:
[0007](I)、沿礦體走向，在斜高上每隔43?10m布置中段膠帶運輸巷，兼作通風巷道；沿中段膠帶運輸巷每隔100?200m距離掘進傾角為20?30°偽傾斜上山，形成平行四邊形回采單元，回采單元長100?200m，垂直寬40?100m。在走向上，相鄰回采單元布置條形連續(xù)間柱，垂直寬3?5m ;在傾向上，相鄰回采單元布置頂柱或底柱，寬3?5m ;
[0008](2)、采準切割從下中段膠帶運輸巷開始，采礦機從回采單元邊界位置穿過頂柱或底柱掘進左右偽傾斜上山至上中段膠帶運輸巷；沿頂、底柱回采單元兩端和中央位置掘進傾向為20?30°聯(lián)絡道，聯(lián)通上下兩采區(qū)；為保證采礦機連續(xù)作業(yè)，在連續(xù)間柱中央位置布置配電硐室；
[0009](3)、采區(qū)采用從左至右，從上而下的回采順序；回采從右側(cè)上山的膠帶運輸巷位置開始，采礦機緊靠礦體水平進路方式回采礦體至左側(cè)上山，然后采礦機空載沿左側(cè)偽傾斜上山下行至回采單元底部，從左側(cè)上山沿底部設計邊界以水平進路方式回采礦體至右側(cè)上山，然后空載從右側(cè)上山上行至上膠帶運輸巷附近，逆時針方向循環(huán)，直至回采單元內(nèi)礦體回采完畢，最后留下至中央位置預留礦柱，寬3?5m ;水平進路長100?120m，寬5m ；
[0010](4)、采用鏟運機配合膠帶運輸機聯(lián)合出礦；鏟運機在安全距離內(nèi)緊跟采礦機邊開采邊出礦，礦石經(jīng)聯(lián)絡道運至膠帶運輸巷道，由膠帶運輸機運至地表主要礦倉；采場開采結束后采用充填法處理采空區(qū)。
[0011]還包括步驟(5)、為確保作業(yè)安全，按實際礦床賦存條件適當調(diào)整回采單元大?。徊蓤鰞?nèi)留有頂柱或底柱，寬3m ;在條件允許情況下，采用鏟運機配大型卡車聯(lián)合出礦方式；為確保采礦機安全連續(xù)作業(yè)，適當對不穩(wěn)固礦段的回采進路和巷道進行錨桿支護。
[0012]采用上述技術方案的基于采礦機的緩傾斜薄礦脈機械化連續(xù)開采方法，主要適用于礦巖中等穩(wěn)固、礦體傾角較平緩、礦體堅固性系數(shù)f = 6?10，厚度2?5m，且要求生產(chǎn)能力大、效率高、分布較規(guī)整的緩傾斜沉積型深部礦床開采。其有益效果是:
[0013]①回采工序少，生產(chǎn)工藝簡便
[0014]基于采礦機的緩傾斜薄礦體的機械化連續(xù)開采，沿走向布置中段膠帶運輸巷，兼作通風巷道，以中段運輸巷每隔一定距離掘進偽傾斜上山形成平行四邊形回采單元，采礦機一經(jīng)偽斜上山首次接觸礦體，便直接進路方式切割開采，無需布置切割巷道，形成切割工程；采用鏟運機配合膠帶運輸機脈內(nèi)聯(lián)合出礦，避免了溜礦井及出礦橫巷等脈外工程布置；機采可省去常規(guī)鉆爆法開采時鑿巖、裝藥、爆破等工序，大大簡化了整個開采工藝；機采切割后的礦石塊度適中，無需再次爆破以減小大塊率。
[0015]②生產(chǎn)能力高，投資見效快
[0016]采礦機沿礦體走向進路開采方式水平行走切割作業(yè)，空載上下，切割速率快，生產(chǎn)能力高。在脈內(nèi)采準巷道形成后，即可開始采礦，不需布置任何脈外工程，省去普通鉆爆法開采的多道工序，鏟運機緊跟掘進機高效出礦，一經(jīng)投入生產(chǎn)，便可獲利。
[0017]采用鏟運機配合膠帶運輸機聯(lián)合出礦；鏟運機在安全距離內(nèi)緊跟采礦機邊開采邊出礦，礦石經(jīng)聯(lián)絡道運至膠帶運輸巷道，由膠帶運輸機運至地表主要礦倉。充分考慮采礦機拐彎難與在有坡位置工作效率低的特點，采用逆時針方向循環(huán)回采，實現(xiàn)采礦機水平采礦、上下坡空載且不掉頭的回采模式。
[0018]③作業(yè)安全性高，開采連續(xù)性強
[0019]采礦機按進路方式開采，工作面緊靠原巖，暴露面積小，作業(yè)安全性高；消除普通鉆爆法開采時存在的爆破、通風等安全隱患，安全條件好；采場內(nèi)采礦機往復循環(huán)開采，開采礦石可經(jīng)膠帶運輸機運至地表礦倉，整個開采工藝相互獨立，多個回采單元同時作業(yè)，可實現(xiàn)高強度連續(xù)作業(yè)。
[0020]④勞動強度小，生產(chǎn)成本低
[0021]基于采礦機的緩傾斜薄礦體機械化連續(xù)開采，整個生產(chǎn)過程均采用大型作業(yè)設備，機械化程度高，工人勞動強度低；機采省去鉆爆法開采人工裝藥、爆破等工序，大大減小了工人勞動力；采礦機切割斷面規(guī)整，不需大規(guī)模撬頂，支護工作簡單便捷。該法不需布置脈外采準和脈內(nèi)切割工程，大大減少掘進費用。且不需任何爆破器材和炸藥，生產(chǎn)成本相對較低。
[0022]⑤適用性強，易實現(xiàn)無人采礦
[0023]基于采礦機的緩傾斜薄礦脈連續(xù)機械化開采方法可適用于普氏系數(shù)較低的一切緩傾斜薄礦脈的開采，應用范圍廣泛；該方法特別適用于誘導至裂破碎礦石，再輔以現(xiàn)代通訊、視頻傳輸?shù)燃夹g，可實現(xiàn)礦山開采的無人化。
[0024]整個生產(chǎn)過程均在脈內(nèi)完成，大幅度減少脈外采切工程；回采單元內(nèi)布置的膠帶運輸巷先期作為礦石運輸之用，礦石采完后撤走膠帶，后期作為下部回采單元礦體回風之用，提高了巷道利用率，降低了開采成本。
[0025]綜上所述，本發(fā)明是一種開采工序簡單，易形成規(guī)整開采斷面，機械設備運移方便，無須布置脈外采準和脈內(nèi)切割工程，不需進行二次破碎工作，作業(yè)安全性高，投資生產(chǎn)見效快，回采效率高，生產(chǎn)能力大的基于采礦機的緩傾斜薄礦脈機械化連續(xù)開采方法。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明采礦方法結構示意圖。
[0027]圖2為圖1的I1-1I剖面圖。
[0028]圖中:1-下膠帶運輸巷道，2-聯(lián)絡道，3-采礦機，4-連續(xù)間柱，5-膠帶運輸機，6-配電硐室，7-中央位置預留礦柱，8-左人行設備上山，9-礦體，10-上膠帶運輸巷道，11-右人行設備上山，12-頂柱，13-頂板巖體。
【具體實施方式】
[0029]本發(fā)明提供的緩傾斜薄礦脈機械化連續(xù)開采方法，所有開拓及采準巷道均布置在礦脈內(nèi)，類同于傳統(tǒng)采礦方法的采準布置形式，沿礦體走向布置中段膠帶運輸巷，兼作通風巷道；沿中段膠帶運輸巷每隔一定距離掘進