主动接顶两步骤条带充填采矿法的利记博彩app

本发明涉及矿石采矿作业技术领域，特别地，涉及一种缓倾斜、倾斜薄矿脉采矿或者厚大矿体的主动接顶两步骤条带充填采矿法。

背景技术：

缓倾斜极薄到薄矿体一般采用壁式崩落法，全面法，房柱法，壁式充填采矿法，分条充填法等进行开采。

壁式崩落法由于效率低，木材耗量大，安全条件差，已经很少被采用。全面法和房柱法由于需要留设大量的矿柱，并且矿柱回采条件极差，回采率低，矿产资源不能得到最大限度回收。壁式充填采矿法由于构筑充填挡墙复杂，充填成本高，管理复杂等，难以得到广泛的应用。

分条充填采矿法每个分条均要掘进一条切割巷道，掘进工程量大，生产效率低，成本高；二步骤回采爆破容易带下一步骤充填体，造成矿石贫化损失；充填接顶难，不能充分发挥充填体的承载作用，容易造成一步骤分条空区大面积悬顶、顶板离层破坏等，二步骤分条矿体受压增大，造成矿体损伤，顶板破坏，影响回采安全和资源回收利用率。现用充填方法，充填完成后，顶板下移后才被动的提供支撑力，充填体不能及时提供给顶板初撑力，造成顶板在充填后还继续发生严重损伤，影响后续回采过程的安全。进路式充填法一二步骤通风均采用局扇辅助通风，通风难度大，通风时间长，回采周期长，影响回采效率。

技术实现要素：

本发明提供了一种主动接顶两步骤条带充填采矿法，以解决现有针对缓倾斜极薄到薄矿体的开采方法，木材耗费大或矿柱损失大，回采安全性差；充填接顶难，被动接顶造成的顶板损伤大，后续开采矿体受压增大，造成矿体损伤，影响回采安全和资源回收；进路式回采通风困难的技术问题。

本发明提供一种主动接顶两步骤条带充填采矿法，包括以下步骤：a、对采场采取盘区式划分，盘区内再划分分条；b、采取两步骤回采，先对一步骤分条进行回采，回采形成的空区划分为预留空间和充填空间；c、对充填空间进行充填，在充填过程中利用气囊进行卸压、加压、激振中的至少一种操作以促进胶结充填料浆流平，并利用气囊加压挤压充填体以完成主动接顶充填，提供顶板初撑力；d、拆除气囊形成处于相邻两一步骤分条之间的二步骤分条的爆破补偿空间或回采自由面和通风巷道；e、进行二步骤分条的回采出矿。

进一步地，所述步骤c的具体实施步骤为：预留空间与充填空间之间沿回采自由面长度方向每2m～10m安装一根用于铺设气囊的支柱；支柱安装完成后，将气囊铺设在预留空间侧，然后利用井下高压风或空压机对气囊进行充气，达到设计压力，即可开始充填准备工作。

进一步地，在充填空间两端架设临时快速充填挡墙并形成充填分条，采用胶结充填料浆对充填空间进行充填。

进一步地，充填过程中，首先气囊处于设计压力的40％～60％，同时充填胶结充填料浆；对气囊进行卸压、加压、激振中的至少一种操作以促使胶结充填料浆流平；胶结充填料浆每充填分条高度的1/10～1/5，对气囊进行卸压、加压、激振中的至少一种操作，一方面用以减少下料点布设数量，另一方面防止胶结充填料浆堆积而在分条内形成隔墙；最后当胶结充填料浆充满整个分条，气囊加压至设计压力，设计压力为0.1MPa～2MPa，气囊挤压充填体，充填体加压密实、主动接顶，并提供给顶板初撑力。

进一步地，充填空间灌满胶结充填料浆后，在胶结充填料浆终凝前，采用井下高压风或空压机向气囊内加压，使气囊体积膨胀向充填体施加一个侧向的挤压力，从而实现完全主动接顶充填，同时起到密实充填体和提高充填体强度性能的作用。

进一步地，充填空间的充填采用袋式充填与气囊相结合的方式进行充填，充填袋按照充填空间尺寸加工而成，充填袋由土工布、蛇皮袋或透水不透骨料的膜材加工而成，充填空间充填时，在充填空间内布置充填袋，充填袋挂设于支柱上，气囊设于充填袋的一侧或两侧；或者在预留空间布置气囊，充填空间直接进行充填，气囊表面喷刷脱模剂，以方便气囊脱模；在气囊靠近充填空间侧设置导水板，提高充填体泌水速度，缩短充填体凝结时间，提高充填体的早期强度。

进一步地，所述步骤d中的拆除气囊，具体为：当充填体养护达到设计强度要求，拆除临时快速充填挡墙，排空气囊，移除气囊，预留空间内的气囊移除后的预留巷道作为二步骤分条回采的爆破补偿空间或回采自由面和通风巷道。

进一步地，一步骤分条回采时，采用局扇辅助通风；二步骤分条回采时，移除气囊，进风巷道、预留空间与回风巷道形成回路通风。

进一步地，所述步骤a具体实施步骤为：极薄至薄矿体一次采全厚，盘区内划分为分条；厚矿体在中段上再划分为分层，分层内再划分为分条；盘区长度为40m～200m，分条长度为5m～80m；分条宽度根据顶板允许的最大暴露跨度确定，宽度为2m～15m，根据岩体稳定性选择确定满足回采工作安全要求的最大跨度。

进一步地，所述步骤b中的一步骤分条回采出矿，具体为：当分条宽度大时，在分条中部掘进切割巷道，再以切割巷道为回采自由面剥采至分条边界，盘区内布置多条切割巷道，多个回采工作面循环或同时进行开采，以提高盘区生产能力；当分条宽度小时，全断面一次开采；所述步骤e中的二步骤分条回采出矿，具体为：在二步骤分条两边的一步骤分条都回采并充填后，且充填体养护达到设计强度，即开始二步骤分条回采工作；二步骤分条回采时以一步骤分条预留空间为回采自由面，侧向爆破，全断面一次回采；二步骤分条以一步骤预留空间为回风巷道；二步骤分条回采后的分条采用低强度充填或不充填；凿岩采用手持式浅孔凿岩机或凿岩台车；出矿采用铲运机或电耙。

本发明具有以下有益效果：

本发明主动接顶两步骤条带充填采矿法，采用气囊预留二步骤分条的回采爆破自由面，省了二步骤分条的切割巷道工程，解决了分条开采掘进工程量大的问题；使得二步骤分条能够全断面一次回采，增大一次回采步距；解决二步棸分条回采通风困难问题；爆破以预留空间为自由面，爆破夹制性大幅降低，炮孔数量、炸药消耗量、雷管数量约为普通进路式充填法的50～80％。

充填料浆灌入分条后，气囊可以采用卸压、加压、激振中至少一种操作，改善充填料浆的流平性能；同时充填料浆受挤压作用，提供给顶板初撑力，降低充填后顶板损伤程度，同时实现充填主动完全接顶，充分发挥充填体的主动支撑作用，为二步骤分条提供安全回采条件；通过向气囊充气加压，向充填料浆施加侧向的压力，密实充填体，提高充填体强度，实现充填体主动接顶。

二步骤分条回采时，首先移除气囊，然后再开始回采工作，利用进风巷道、预留空间与回风巷道构成回路通风，改善通风效果，缩短了回采循环时间，增大了单次爆破规模，降低了爆破耗材，提高了回采安全性。改善通风效果，快速排除炮烟等有害气体和粉尘，提高安全性的同时，有利于缩短回采循环周期，提高生产效率。

适用于缓倾斜、倾斜薄矿脉采矿或者厚大矿体的采矿。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的主动接顶两步骤条带充填采矿法的实施步骤框图；

图2是本发明优选实施例的主动接顶两步骤条带充填采矿法的结构示意图。

图例说明：

1、回采自由面；2、预留空间；3、充填空间；4、运输巷道；5、切割巷道；6、回采工作面；7、回风巷道；8、进风巷道。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本发明优选实施例的主动接顶两步骤条带充填采矿法的实施步骤框图；图2是本发明优选实施例的主动接顶两步骤条带充填采矿法的结构示意图。

如图1和图2所示，本实施例的主动接顶两步骤条带充填采矿法，包括以下步骤：a、对采场采取盘区式划分，在盘区内再划分成分条；b、采取两步骤回采，对一步骤分条进行回采，回采形成的空区划分为预留空间2和充填空间3；c、在充填空间3一侧或两侧设置气囊并在气囊周围充填胶结充填料浆，对充填空间进行充填，在充填过程中利用气囊进行卸压、加压、激振中的至少一种操作以促进胶结充填料浆流平，并利用气囊加压挤压充填体以完成主动接顶充填，提供顶板初撑力；d、拆除气囊形成处于相邻两一步骤分条之间的二步骤分条的爆破补偿空间或回采自由面1和通风巷道；e、进行二步骤分条的回采出矿。采用气囊预留二步骤分条的回采爆破自由面，省了二步骤分条的切割巷道工程，解决了分条开采掘进工程量大的问题；使得二步骤分条能够全断面一次回采，增大一次回采步距；爆破以预留空间2为自由面，爆破夹制性大幅降低，炮孔数量、炸药消耗量、雷管数量约为普通进路式充填法的50～80％。充填料浆灌入分条后，气囊可以采用卸压、加压、激振中至少一种操作，改善充填料浆的流平性能；同时充填料浆受挤压作用，提供给顶板初撑力，降低充填后顶板损伤程度，同时实现充填完全主动接顶，充分发挥充填体的主动支撑作用，为二步骤分条提供安全回采条件；通过向气囊充气加压，向充填料浆施加侧向的压力，密实充填体，提高充填体强度，实现充填体主动接顶。二步骤分条回采时，首先移除气囊，然后再开始回采工作，利用进风巷道8、预留空间2与回风巷道7构成回路通风，改善通风效果，缩短了回采循环时间，增大了单次爆破规模，降低了爆破耗材，提高了回采安全性。改善通风效果，快速排除炮烟等有害气体和粉尘，提高安全性的同时，有利于缩短回采循环周期，提高生产效率。适用于缓倾斜、倾斜薄矿脉采矿或者厚大矿体的采矿。

如图2所示，本实施例中，步骤c的具体实施步骤为：预留空间2与充填空间3之间沿回采自由面1长度方向每2m～10m安装一根用于铺设气囊的支柱。支柱安装完成后，将气囊铺设在预留空间2侧。然后利用井下高压风或空压机对气囊进行充气，达到设计压力。即可开始充填准备工作。

如图2所示，本实施例中，在充填空间3两端架设临时快速充填挡墙并形成充填分条。采用胶结充填料浆对充填空间3进行充填。

如图2所示，本实施例中，充填过程中，首先气囊处于设计压力的40％～60％，同时充填胶结充填料浆。对气囊进行卸压、加压、激振中的至少一种操作以促使胶结充填料浆流平。胶结充填料浆每充填分条高度的1/10～1/5，对气囊进行卸压、加压、激振中的至少一种操作，一方面用以减少下料点布设数量，另一方面防止胶结充填料浆堆积而在分条内形成隔墙。最后当胶结充填料浆充满整个分条，气囊加压至设计压力，设计压力为的0.1MPa～2MPa，气囊挤压充填体，充填体加压密实、主动接顶，并提供给顶板初撑力。充填料浆灌入分条后，气囊可以采用卸压、加压、激振中至少一种操作，改善充填料浆的流平性能；同时充填料浆受挤压作用，提供给顶板初撑力，以实现充填主动完全接顶，为二步骤分条创造安全回采条件；通过向气囊充气加压，向充填料浆施加侧向的压力，密实充填体，提高充填体强度，实现充填体主动接顶。

如图2所示，本实施例中，充填空间3灌满胶结充填料浆后，在胶结充填料浆终凝前，采用井下高压风或空压机向气囊内加压，使气囊体积膨胀向充填体施加一个侧向的挤压力，从而实现完全主动接顶充填，同时起到密实充填体和提高充填体强度性能的作用。

如图2所示，本实施例中，充填空间3的充填采用袋式充填与气囊相结合的方式进行充填。充填袋按照充填空间3尺寸加工而成。充填袋由土工布、蛇皮袋或透水不透骨料的膜材加工而成。充填空间3充填时，在充填空间3内布置充填袋，充填袋挂设于支柱上，气囊设于充填袋的一侧或两侧。采用袋式充填，充填袋起隔离作用，充填体不与矿石接触；侧向爆破，爆破指向预留空间2，对顶、底板的损伤小，降低废石混入造成的贫化。可选地，在预留空间布置气囊，充填空间3直接进行充填。气囊表面喷刷脱模剂，以方便气囊脱模。爆破不直接作用充填体，对充填空间3的填充体损伤小。在气囊靠近充填空间侧设置导水板，提高充填体泌水速度，缩短充填体凝结时间，提高充填体的早期强度。

如图2所示，本实施例中，步骤d中的拆除气囊，具体为：当充填体养护达到设计强度要求，拆除临时快速充填挡墙，排空气囊，移除气囊，预留空间2内的气囊移除后的预留巷道作为二步骤分条回采的爆破补偿空间或回采自由面1和通风巷道。

如图2所示，本实施例中，一步骤分条回采时，采用局扇辅助通风。二步骤分条回采时，移除气囊，进风巷道8、预留空间2与回风巷道7形成回路通风。二步骤分条回采时，首先移除气囊，然后再开始回采工作，利用进风巷道8、预留空间2与回风巷道7构成回路通风，缩短了回采循环时间，增大了单次爆破规模，降低了爆破耗材，提高了回采安全性。改善通风效果，快速排除炮烟等有害气体和粉尘，提高安全性的同时，有利于缩短回采循环周期，提高生产效率。

如图2所示，本实施例中，步骤a具体实施步骤为：极薄至薄矿体一次采全厚，盘区内划分为分条。厚矿体在中段上再划分为分层，分层内再划分为分条。盘区长度为40m～200m，分条长度为5m～80m。分条宽度根据顶板允许的最大暴露跨度确定，宽度为2m～15m，根据岩体稳定性选择确定满足回采工作安全要求的最大跨度。

如图2所示，本实施例中，步骤b中的一步骤分条回采出矿，具体为：当分条宽度大时，在分条中部掘进切割巷道5，再以巷道为回采自由面1剥采至分条边界，盘区内布置多条切割巷道5，多个回采工作面6循环或同时进行开采，以提高盘区生产能力。当分条宽度小时，全断面一次开采。步骤e中的二步骤分条回采出矿，具体为：在二步骤分条两边的一步骤分条都回采并充填后，且充填体养护达到设计强度，即开始二步骤分条回采工作。二步骤分条回采时以一步骤分条预留空间2为回采自由面1，侧向爆破，全断面一次回采。二步骤分条以一步骤预留空间为回风巷道。二步骤分条回采后的分条采用低强度充填或不充填。凿岩采用手持式浅孔凿岩机或凿岩台车；出矿采用铲运机或电耙。

实施时，提供一种主动接顶两步骤高效条带充填采矿法，能够实现安全、低耗、连续高效回采。采用盘区式划分，在盘区内沿采场长度方向划分分条，两步骤回采，首先回采一步骤分条，一步骤分条回采后，在一步骤分条的一边或两边采用气囊为二步骤预留回采爆破空间，只对中间区域胶结充填。二步骤分条回采时，以一步骤分条预留空间2为回采自由面1侧向爆破，二步骤分条回采后进行胶结充填、非胶结充填或不充填。降低成本、提高综合回采效率，采用气囊预留二步骤分条的回采爆破自由面，一方面节省了二步骤分条的切割上山巷道工程，解决了分条开采掘进工程量大的问题；再一方面使得二步骤分条能够全断面一次回采，增大一次回采步距；爆破以预留空间2为回采自由面1，爆破夹制性大幅降低，炮孔数量、炸药消耗量、雷管数量约为普通进路式充填法的50～80％。充填体高质量主动接顶，充填料浆灌入分条后，气囊可以卸压、加压和激振，改善充填料浆的流平性能；同时充填料浆受挤压作用，提供给顶板初撑力，以实现充填完全接顶，为二步骤分条提供安全回采条件；通过向气囊充气加压，向充填料浆施加侧向的压力，密实充填体，提高充填体强度。降低贫化损失，一方面爆破不直接作用充填体，对充填的损伤小；另一方面，采用袋式充填，充填袋起隔离作用，充填体不与矿石接触；侧向爆破，爆破指向预留空间2，对顶、底板的损伤小，降低废石混入造成的贫化。解决进路式充填法通风困难问题，进路式充填法一二步骤进路回采过程均类似巷道的独头掘进，通风难度大。该方案二步分条回采时，首先移除气囊，然后再开始回采工作，二步分条回采时可形成通风回路，改善通风效果，快速排除炮烟等有害气体和粉尘，提高安全性的同时，有利于缩短回采循环周期，提高生产效率。

实施步骤：

1、采场布置及参数

采场一般采取盘区式划分，极薄至薄矿体一次采全厚，厚矿体在中段上再划分为分层，分层内再划分为分条。盘区长度为40m～200m，分条长度为5m～80m。分条宽度根据顶板允许的最大暴露跨度确定，一般为2m～15m，以满足回采工作安全要求而不需支护的最大跨度为最佳。

2、采准工程

主要包括：运输巷道4，回风巷道7，进风巷道8，切割巷道5，当采用溜井装矿时，还包括矿石溜井。

3、回采出矿

(1)一步骤分条

当分条宽度大时，在分条中部掘进切割巷道5，再以切割巷道5为回采自由面1剥采至分条边界。盘区内可布置多条切割巷，多个工作面循环或同时进行开采，提高盘区生产能力。当分条宽度小时，全断面一次开采。

(2)二步骤分条

在二步骤分条两边的一步骤分条都回采并充填形成已填充分条后，且充填体养护达到设计强度，即可开始回采工作，二步骤分条回采时以一步骤分条预留空间2为回采自由面1，侧向爆破，全断面一次回采。

凿岩采用手持式浅孔凿岩机或凿岩台车。出矿采用铲运机或电耙。

4、预留空间2

一步骤分条回采后，充填前，在一步骤分条回采分条的一侧或两侧放置气囊。气囊具备充气加压、卸压和激振的功能。根据分条高度，气囊可以是一条或多条，气囊为橡胶材质或其它具备相同功能的材料制成。

预留空间2宽度为L1，充填空间3宽度为L2，预留空间2和充填空间3为回采后的空区，两个预留空间2宽度L1与一个的充填空间3宽度L2之和为暴露跨度，根据顶板的稳定性确定。一个分条回采后，在距离相邻分条L1处，沿工作面长度方向2m～10m/根安装支柱，支柱一方面是限定气囊，另一方面是挂设充填袋。支柱安装完成后，将气囊铺设在预留空间2侧，然后利用井下高压风或空压机进行充气，达到设计压力，即可开始充填准备工作。

5、充填

充填空间3采用袋式与气囊结合或只在预留空间侧布置气囊的充填方法。

采用袋式与气囊充填时首先在充填空间3内布置充填袋，充填袋按照充填空区尺寸加工而成，充填袋由土工布或蛇皮袋或透水不透粗骨料的膜材加工。然后在分条两端架设临时快速充填挡墙，上述工程完毕后，采用胶结充填料浆进行充填。当直接进行充填时，为了橡胶气囊更容易脱模，充气后在气囊上喷刷脱模剂。

充填过程中，首先气囊处于设计压力的50％；当充填料浆达到一定高度后，对气囊进行卸压、加压或激振促进充填料浆流平，料浆每充填分条高度的1/10～1/5对气囊就进行一次上次操作，防止料浆堆积，在分条内形成隔墙；最后当料浆充满整条分条，气囊加压至设计压力0.1MPa～2MPa，气囊挤压充填体，充填体加压密实、主动完全接顶、提供给顶板初撑力。

当一步骤分条充填体养护达到设计强度要求后，拆除一步骤分条两端的临时充填挡墙，移除气囊，作为二步骤分条回采的爆破补偿空间和回采自由面1。

6、通风

一步骤分条回采时采用局扇辅助通风。二步骤分条回采时，移除气囊，进风巷道8、预留空间2与回风巷道7形成回路通风。

本发明有益效果：

1、降低成本、提高综合回采效率

采用气囊预留二步骤分条的回采爆破自由面，节省了二步骤分条的切割上山巷道工程，解决了分条开采掘进工程量大的问题；使得二步骤分条能够全断面一次回采，增大一次回采步距；爆破以预留空间2为回采自由面1，爆破夹制性大幅降低，炮孔数量、炸药消耗量、雷管数量约为普通进路式充填法的50～80％；二步骤分条进路回采时回路通风。缩短了回采循环时间，增大了单次爆破规模，降低了爆破耗材，提高了回采安全性。

2、充填体接顶问题

充填料浆灌入分条后，气囊可以卸压、加压和激振，改善充填料浆的流平性能；同时充填料浆受挤压作用，提供给顶板初撑力，以实现充填完全接顶、主动接顶发挥充填体主动承载作用，降低充填后顶板下沉造成的损伤，为二步骤分条创造安全回采条件；通过向气囊充气加压，向充填料浆施加侧向的压力，密实充填体，提高充填体强度。

3、降低贫化损失

一方面爆破不直接作用充填体，对充填的损伤小；另一方面，采用袋式充填，充填袋起隔离作用，充填体不与矿石接触；侧向爆破，爆破指向预留空间2，对顶、底板的损伤小，降低废石混入造成的贫化。

4、解决进路式充填法通风困难问题

进路式充填法一二步骤分条进路回采过程均类似巷道的独头掘进，通风难度大。该方案二步分条回采时，首先移除气囊，然后再开始回采工作，二步骤分条回采时可形成通风回路，改善通风效果，快速排除炮烟等有害气体和粉尘，提高安全性的同时，有利于缩短回采循环周期，提高生产效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。