權(quán)利要求

1.厚大礦體掘進機機械采礦方法，其特征在于，包括步驟：

A．垂直方向?qū)⒌V體在階段或分段內(nèi)劃分為多個分層，分層高度為單次回采高度；平面上將每一分層的礦體劃分為礦塊單元；

B .在每個礦塊單元內(nèi)布置出礦巷道（8），沿出礦巷道（8）布置回采進路（9）；

C .相鄰分層礦塊單元內(nèi)回采進路（9）呈“X”型交叉；

D .在回采進路（9）內(nèi)采用掘進機機械落礦回采；

E.掘進機回采時，采用壓入式和抽出式聯(lián)合通風方式實現(xiàn)通風除塵；

F.每個回采進路（9）回采結(jié)束后及時充填。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚大礦體掘進機機械采礦方法，其特征在于，所述步驟A中：階段高度為30~120m；階段內(nèi)的分段高度9~30m，每個分段劃分2~8個分層；

分層高度為掘進機的單次回采高度，為3~8m；

各分層之間通過分段平巷（3）及分層聯(lián)絡(luò)道連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚大礦體掘進機機械采礦方法，其特征在于，所述步驟 A中：當?shù)V體厚度小于40m時，礦塊沿走向布置，礦塊長度為40~150m，礦塊寬度為礦體厚度；

當?shù)V體厚度大于40m且小于150m時，礦塊垂直走向布置，礦塊長度為礦體厚度，礦塊寬度為30~100m；

當?shù)V體厚度大于150m時，將礦體劃分盤區(qū)，在盤區(qū)內(nèi)布置礦塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚大礦體掘進機機械采礦方法，其特征在于，所述步驟B中：出礦巷道（8）布置在礦塊中間時，回采進路（9）呈魚刺狀布置在出礦巷道（8）兩邊，兩者之間的轉(zhuǎn)角呈20°~70°；

出礦巷道（8）布置在礦塊內(nèi)的一側(cè)時，回采進路（9）呈半魚刺狀布置在出礦巷道（8）一邊，兩者之間的轉(zhuǎn)角呈20°~70°；

分層回采進路（9）均與礦體走向交叉。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚大礦體掘進機機械采礦方法，其特征在于，采礦方法所涉及的D中的回采進路（9）內(nèi)采用掘進機機械落礦回采，所述掘進機尾部配置兩臺鉸接礦卡交替承接懸臂式掘進機開采的礦石，以實現(xiàn)連續(xù)出礦。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及采礦技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種厚大礦體掘進機機械采礦方法。

背景技術(shù)

煤炭通過機械破巖實現(xiàn)了連續(xù)開采，人們開始思考并提出以連續(xù)切割礦巖設(shè)備來取代基于爆破的非煤礦山采礦技術(shù)思路。

在傾斜至急傾斜的厚大礦體采礦中，當?shù)V體軟弱破碎、不穩(wěn)固的條件下，鉆爆法開采存在安全作業(yè)條件差、支護作業(yè)難度高、機械化程度低、生產(chǎn)能力受限、作業(yè)成本高等問題。隨著行業(yè)及社會環(huán)境的變化，非煤礦山對機械化作業(yè)產(chǎn)生強烈的內(nèi)在需求，機械破巖是未來采礦作業(yè)中的重要發(fā)展趨勢，將在礦山安全高效減人集約化開采中發(fā)揮重要作用。

某大型鉛鋅礦山礦體為軟弱破碎巖體，礦體具備懸臂式掘進機進行機械破巖的條件?，F(xiàn)有技術(shù)中，沿豎向，在礦體上設(shè)置有多個相同的分層，對每個分層進行開采及充填，但是相鄰兩個分層彼此之間的支撐作用差，容易導致礦體坍塌。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種厚大礦體掘進機機械采礦方法，實現(xiàn)厚大軟弱破碎礦體的機械連續(xù)采礦。

本發(fā)明實施例提供的一種厚大礦體掘進機機械采礦方法，包括步驟：

A．垂直方向?qū)⒌V體在階段或分段內(nèi)劃分為多個分層，分層高度為單次回采高度；平面上將每一分層的礦體劃分為礦塊單元；

B .在每個礦塊單元內(nèi)布置出礦巷道，沿出礦巷道布置回采進路；

C .相鄰分層礦塊單元內(nèi)回采進路呈“X”型交叉；

D .在回采進路內(nèi)采用掘進機機械落礦回采；

E.掘進機回采時，采用壓入式和抽出式聯(lián)合通風方式實現(xiàn)通風除塵；

F.每個回采進路回采結(jié)束后及時充填。

進一步的，所述步驟A中：階段高度為30~120m；階段內(nèi)的分段高度9~30m，每個分段劃分2~8個分層；

分層高度為掘進機的單次回采高度，為3~8m；

各分層之間通過分段平巷及分層聯(lián)絡(luò)道連接。

進一步的，所述步驟 A中：當?shù)V體厚度小于40m時，礦塊沿走向布置，礦塊長度為40~150m，礦塊寬度為礦體厚度；

當?shù)V體厚度大于40m且小于150m時，礦塊垂直走向布置，礦塊長度為礦體厚度，礦塊寬度為30~100m；

當?shù)V體厚度大于150m時，將礦體劃分盤區(qū)，在盤區(qū)內(nèi)布置礦塊。

進一步的，所述步驟B中：出礦巷道布置在礦塊中間時，回采進路呈魚刺狀布置在出礦巷道兩邊，兩者之間的轉(zhuǎn)角呈20°~70°；

出礦巷道布置在礦塊內(nèi)的一側(cè)時，回采進路呈半魚刺狀布置在出礦巷道一邊，兩者之間的轉(zhuǎn)角呈20°~70°；

分層回采進路均與礦體走向交叉。

進一步的，采礦方法所涉及的D中的回采進路內(nèi)采用掘進機機械落礦回采，所述掘進機尾部配置兩臺鉸接礦卡交替承接所述懸臂式掘進機開采的礦石，以實現(xiàn)連續(xù)出礦。

本發(fā)明實施例提供的厚大礦體掘進機機械采礦方法，所述方法包括：垂直方向?qū)⒌V體在階段或分段內(nèi)劃分為多個分層，分層高度為單次回采高度。平面上將每一分層的礦體劃分為礦塊單元。在每個礦塊單元內(nèi)布置出礦巷道，沿出礦巷道布置回采進路。相鄰分層礦塊單元內(nèi)回采進路呈“X”型交叉。在回采進路內(nèi)采用掘進機機械落礦回采。礦體內(nèi)的采準與回采工程均由懸臂式掘進機以非爆破的機械破巖方式形成。因為上下相鄰兩個礦塊單元中，位于同一水平位置的兩條回采進路呈“X”型交叉結(jié)構(gòu)，并不上下對齊，即在豎向上的投影，二者呈“X”型。例如，位于上礦塊單元的回采進路回采結(jié)束并充填后，因上下兩層礦塊單元中的回采進路并不是上下對齊的，而是具有一定的夾角，從而位于下礦塊單元充填體可以對上層充填體起到支撐的作用。綜上，在豎向空間上，多個礦塊單元中的回采進路可以形成立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，形成有利于充填體穩(wěn)定性的空間結(jié)構(gòu)，降低開采過程中，礦體坍塌的幾率。掘進機回采時，采用壓入式和抽出式聯(lián)合通風方式實現(xiàn)通風除塵，因為沒有采用爆破，壓入式通風不用于排出炮煙，而是輔助抽出式通風除塵的同時滿足人員呼吸的要求即可。每個回采進路回采結(jié)束后及時充填，為后續(xù)的開采提供保障。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的厚大礦體掘進機機械采礦方法中沿礦體走向剖面圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的傾斜至急傾斜的厚大礦體懸臂式掘進機機械采礦方法中垂直于沿礦體走向剖面圖；

圖3為圖1中A-A方向相鄰分層的平面圖。

圖標：1-斜坡道；2-分段聯(lián)道；3-分段平巷；4-分層聯(lián)道；5-溜井聯(lián)道；6-溜井；7-邊角礦回采進路；8-出礦巷道；9-回采進路；10-充填井或充填鉆孔。

具體實施方式

下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1-圖3所示，本發(fā)明實施例提供的厚大礦體掘進機機械采礦方法，所述方法適用于30m厚度及以上的傾斜-急傾斜礦體開采，為機械采礦提供了新的思路。

本發(fā)明實施例提供的厚大礦體掘進機機械采礦方法，所述方法包括：垂直方向?qū)⒌V體在階段或分段內(nèi)劃分為多個分層，分層高度為單次回采高度。平面上將每一分層的礦體劃分為礦塊單元。在每個礦塊單元內(nèi)布置出礦巷道8，沿出礦巷道8布置回采進路9。相鄰分層的礦塊單元及出礦巷道8可以交錯布置；相鄰分層礦塊單元內(nèi)回采進路9呈“X”型交叉?；夭蛇M路9內(nèi)采用掘進機機械落礦回采。礦體內(nèi)的采準與回采工程均由懸臂式掘進機以非爆破的機械破巖方式形成。因為上下相鄰兩個礦塊單元中，位于同一水平位置的兩條回采進路9呈“X”型交叉結(jié)構(gòu)，并不上下對齊，即在豎向上的投影，二者呈“X”型。例如，位于上礦塊單元的回采進路9回采結(jié)束并充填后，因上下兩層礦塊單元中的回采進路9并不是上下對齊的，而是具有一定的夾角，從而位于下礦塊單元充填體可以對上層充填體起到支撐的作用。綜上，在豎向空間上，多個礦塊單元中的回采進路9可以形成立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，形成有利于充填體穩(wěn)定性的空間結(jié)構(gòu)，降低開采過程中，礦體坍塌的幾率。

所述步驟A中：階段高度為30~120m；階段內(nèi)的分段高度9~30m，每個分段劃分2~8個分層；分層高度為掘進機的單次回采高度，為3~8m；各分層之間通過分段平巷3及分層聯(lián)絡(luò)道連接。

本方案中，階段高度為30~120m；階段內(nèi)的分段高度9~30m，每個分段劃分2~8個分層；分層高度由礦巖的穩(wěn)定性和掘進機的最大、最小作業(yè)高度決定，為掘進機的單次回采高度，一般為3~8m，高度設(shè)置合理，開采效率高。各分層之間通過分段平巷3及分層聯(lián)絡(luò)道連接，為開采運輸提供便利。

所述步驟 A中：當?shù)V體厚度小于40m時，礦塊沿走向布置，礦塊長度為40~150m，礦塊寬度為礦體厚度；當?shù)V體厚度大于40m且小于150m時，礦塊垂直走向布置，礦塊長度為礦體厚度，礦塊寬度為30~100m；當?shù)V體厚度大于150m時，將礦體劃分盤區(qū)，在盤區(qū)內(nèi)布置礦塊。根據(jù)礦體的厚度不同，礦塊的布置方向也有所不同，可以盡量降低礦塊的長度，提高開采的效率，避免因為礦塊過長導致的礦塊存在安全隱患。

根據(jù)礦體長度，沿走向方向?qū)⒌V體劃分為多個盤區(qū)，盤區(qū)內(nèi)的每個分層礦塊單元開設(shè)獨立分層聯(lián)道4，所述分層聯(lián)道4用于分別與出礦巷道8和分段平巷3連通。從而可以使懸臂式掘進機和工作人員通過獨立的分層聯(lián)道4進入到不同的分層礦塊單元內(nèi)，以利于礦塊單元之間的同時開采及上下分層的銜接。具體的，由外向內(nèi)，自斜坡道1施工分段聯(lián)道2，分段聯(lián)道2與分段平巷3連接，由脈外分段平巷3施工坡度-16~+16°的分層聯(lián)道4連接礦體并實現(xiàn)轉(zhuǎn)層。分層聯(lián)道4與采場出礦巷道8連接，相鄰分層的分層聯(lián)道4與出礦巷道8獨立設(shè)置。

所述步驟B中：出礦巷道8布置在礦塊中間時，回采進路9呈魚刺狀布置在出礦巷道8兩邊，兩者之間的轉(zhuǎn)角呈20°~70°；出礦巷道8布置在礦塊內(nèi)的一側(cè)時，回采進路9呈半魚刺狀布置在出礦巷道8一邊，兩者之間的轉(zhuǎn)角呈20°~70°；分層回采進路9均與礦體走向交叉。

出礦巷道8布置在礦塊中間時，出礦巷道8兩側(cè)有足夠的空間，回采進路9呈魚刺狀布置在出礦巷道8兩邊，兩者之間的轉(zhuǎn)角呈20°~70°；當空間不足時，出礦巷道8布置在礦塊內(nèi)的一側(cè)，回采進路9呈半魚刺狀布置在出礦巷道8一邊，兩者之間的轉(zhuǎn)角呈20°~70°，小角度的轉(zhuǎn)角方便掘進機順利通行。上下相鄰兩個分層回采進路9均與礦體走向交叉；且上下相鄰的兩個分層礦塊單元中，水平方向上同一位置所對應(yīng)的兩條回采進路9呈“X”型交叉結(jié)構(gòu)；礦體內(nèi)的采準與回采工程均由懸臂式掘進機以非爆破的機械破巖方式形成。因為上下相鄰兩個礦塊單元中，位于同一水平位置的兩條回采進路9呈“X”型交叉結(jié)構(gòu)，并不上下對齊，即在豎向上的投影，二者呈“X”型。例如，位于上方的礦塊單元的回采進路9回采結(jié)束并充填后，因上下相鄰分層回采進路9并不是上下對齊的，而是具有一定的夾角，從而位于下礦塊單元的充填體可以對上層充填體起到支撐的作用。綜上，在豎向空間上，多個分層礦塊單元回采進路9可以形成立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，形成有利于充填體穩(wěn)定性的空間結(jié)構(gòu)，提高礦體開采過程中的安全性。

中段間、中段內(nèi)整體優(yōu)先采用自上而下的開采順序，而每個分層礦塊單元內(nèi)回采進路9，可以采用隔一采一的順序回采，進路回采后采空區(qū)采用尾砂膠結(jié)充填。下向回采方式下，每一層進路開采過程中均為充填體下回采，保證了回采過程的安全性與回采進路9的穩(wěn)定性。

進一步的，上下相鄰分層的出礦巷道8在水平方向上交錯設(shè)置。如圖3所示，上下交錯的出礦巷道8提高了豎向上的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，降低了塌方幾率。

所述出礦巷道8沿垂直于礦體走向方向設(shè)置，所述回采進路9的數(shù)量為多個，且最靠近脈外的回采進路9上開設(shè)有沿礦體走向方向設(shè)置的內(nèi)邊角礦回采進路7。

本方案采用由外向內(nèi)的方式開設(shè)出礦巷道8，并在出礦巷道8的側(cè)面沿傾斜的方向開設(shè)回采進路9，多個回采進路9可以在礦體的寬度方向上覆蓋礦體。為了提高采礦量，可以在最靠近脈外的回采進路9的側(cè)壁上開設(shè)內(nèi)邊角礦回采進路7，對回采進路9沒有覆蓋的區(qū)域進行補充采礦。

由內(nèi)向外開設(shè)出礦巷道8，并在開設(shè)出礦巷道8的同時，在其側(cè)壁上開設(shè)回采進路9，并實現(xiàn)對回采進路9的回采，從而提高開采的效率。

其中，內(nèi)邊角礦回采進路7與回采進路9連通，且二者的轉(zhuǎn)角為銳角，方便車輛由回采進路9轉(zhuǎn)彎進入到內(nèi)邊角礦回采進路7內(nèi)。

所述回采進路9與所述礦體走向方向呈夾角設(shè)置。

每個分層內(nèi)的回采進路9均與礦體的走向方向呈夾角設(shè)置，保證懸臂式掘進機自出礦巷道8可以截割擴刷形成回采進路9。

利用懸臂式掘進機以非爆破的機械破巖方式開設(shè)出礦巷道8和回采進路9。

在傾斜至急傾斜的厚大礦體采礦中，當?shù)V體和圍巖均軟弱破碎、不穩(wěn)固的條件下，鉆爆法施工存在安全作業(yè)條件差、支護作業(yè)難度高、機械化程度低、生產(chǎn)能力受限、作業(yè)成本高等問題。懸臂式掘進機機械落礦方式不僅能有效解決上述問題，而且可以實現(xiàn)進路斷面尺寸放大，在降低前期開拓采準工程量同時，提高采場生產(chǎn)能力與礦山的經(jīng)濟效益。懸臂式掘進機械機破巖相對于鉆爆法破巖對巖體的擾動小且巷道斷面規(guī)整，機械破巖的進路斷面尺寸大，進路斷面尺寸范圍可達3m~6m寬、3m~6m高。

所述厚大礦體掘進機機械采礦方法包括步驟：采用壓入式和抽出式聯(lián)合通風方式對礦體內(nèi)通道進行通風。其中，利用抽出式通風將灰塵從作業(yè)面過濾抽出，因為沒有采用爆破，壓入式通風不用于排出炮煙，而是輔助抽出式通風除塵的同時滿足人員呼吸的要求即可。

所述厚大礦體掘進機機械采礦方法包括步驟：所述懸臂式掘進機尾部配置兩臺鉸接礦卡交替承接所述懸臂式掘進機開采的礦石，以實現(xiàn)連續(xù)出礦。

采用地下鉸接礦車直接與懸臂式掘進機配套的出礦方式；完整斷面每掘進0.3~1m，機械截割剝落的礦石通過懸臂式掘進機的回轉(zhuǎn)星輪、刮板運輸機直接輸送至懸臂式掘進機尾部鉸接礦卡中。懸臂式掘進機尾部配置兩臺鉸接礦卡交替接礦，實現(xiàn)連續(xù)出礦。

所述傾斜至急傾斜的厚大礦體懸臂式掘進機機械采礦方法包括步驟：每個所述回采進路9回采結(jié)束后立刻封閉充填。

每個回采進路9單獨作業(yè)，回采結(jié)束后立刻進行封閉充填，采用尾砂膠結(jié)充填工藝，采用柔性脫水管快速高效脫水。

沿豎向，礦體內(nèi)設(shè)置有充填井或充填鉆孔10，用于向礦體內(nèi)輸入充填料漿。

分層聯(lián)道4連接有溜井聯(lián)道5，在溜井聯(lián)道5內(nèi)設(shè)置有溜井6。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。

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厚大礦體掘進機機械采礦方法.pdf