权利要求
1.一种急倾斜薄矿脉多工序协同机械化充填采矿法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、矿井基建并施工采准巷：矿井一次基建至最低中段，在最低中段矿体下盘按设计参数施工采区斜坡道、分段巷道、分层联巷、采场溜井及通风天井;
S2、施工拉底巷;
S3、对矿体两侧围岩进行预加固;
S4、施工高分层上向平行孔，形成矿体内炮孔和围岩内炮孔;
S5、崩落矿体并出矿，然后崩落围岩并采场整平;
S6、对分层联巷进行压顶，分层联巷完成压顶后，借助压顶在分层联巷与采场之间产生的高差，直接进行胶结充填;待强度达到要求后，进行下一循环。
2.根据权利要求1所述的一种急倾斜薄矿脉多工序协同机械化充填采矿法，其特征在于，矿房走向上按“凿岩及支护、采矿及出矿、削壁充填及胶结充填”工序共划分为四个工作面，沿工作面长度分别间隔设置通风天井、分层联巷及采场溜井。
3.根据权利要求2所述的一种急倾斜薄矿脉多工序协同机械化充填采矿法，其特征在于，工作面长度200m，每隔50m设通风天井，每隔100m设分层联巷及矿石溜井。
4.根据权利要求1所述的一种急倾斜薄矿脉多工序协同机械化充填采矿法，其特征在于，采用斜坡道开拓的矿山将主斜坡道用作采区斜坡道;采用其他开拓方式的矿山或矿体走向长度在300m以上的每隔300～500m设一个采区斜坡道。
5.根据权利要求2所述的一种急倾斜薄矿脉多工序协同机械化充填采矿法，其特征在于，分层联巷的坡度为0至20%，与中段连通的首层分层联巷，按20%的坡度下向施工至矿体;该分层联巷与中段巷或分段巷相通，作为采场人员、设备、材料及矿石运输通道，兼作进风巷及采场安全出口。
6.根据权利要求5所述的一种急倾斜薄矿脉多工序协同机械化充填采矿法，其特征在于，在中段运输巷采场溜井下口布设脉外装矿巷。
7.根据权利要求1所述的一种急倾斜薄矿脉多工序协同机械化充填采矿法，其特征在于，步骤S3中，将矿岩人为分离，仅对围岩采用锚索以及钢筋网片进行加固，锚索布设形式为“梅花形”。
8.根据权利要求1所述的一种急倾斜薄矿脉多工序协同机械化充填采矿法，其特征在于，步骤S4中，施工高分层上向平行孔：是在拉底巷及围岩加固完成后，采用采矿台车在矿体及围岩处分别施工上向平行孔，矿体内炮孔间距0.6m、围岩内炮孔间距0.8m，炮孔布置形式为“梅花形”。
9.根据权利要求1所述的一种急倾斜薄矿脉多工序协同机械化充填采矿法，其特征在于，步骤S5中，崩落矿体并出矿：自通风天井一侧向另一侧采用爆破方法崩落矿体，采用平场铲运机出矿;崩落围岩并采场整平：采用大幅度削壁充填工序，将矿体两侧的围岩进行爆破充填采场，为后续机械化凿岩、出矿及平场提供作业空间。
10.根据权利要求1所述的一种急倾斜薄矿脉多工序协同机械化充填采矿法，其特征在于，步骤S6中，直接进行胶结充填，不构筑充填挡墙，胶结充填的同时留设作业空间。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于薄矿脉开采技术领域，具体为一种急倾斜薄矿脉多工序协同机械化充填采矿法。
背景技术
[0002]我国金矿资源丰富，矿体赋存受地质构造、岩浆活动、地层岩性等多因素控制，不同成因类型的金矿体在空间分布、形态规模、矿石特征等方面差异显著。其中，火山热液型与构造热液型金矿是我国最重要的两大金矿类型，合计探明储量占全国金矿总储量的60%以上。据不完全统计，火山热液型与构造热液型金矿中，厚度在2.0m以下且围岩不稳固的金矿体占比高达65%以上。此类矿体的特征可概括为：矿体薄且形态多变，构造发育、岩体破碎，开采时矿房失稳风险高。因此，研究此类矿体的安全高效的开采技术是十分必要的。
[0003]目前，针对薄且围岩不稳固的高品位金矿脉，国内普遍采用削壁充填采矿法，该采矿方法的特点是：在矿房两侧布设人行通风天井，矿房中部布设出矿溜井，矿房采用电耙出矿。其优点是：采切比小，回采成本低;缺点是：矿房生产能小;劳动强度大;矿房支护作业空间受限，围岩控制程度不足，失稳风险高;受留设矿柱影响，资源回采率较低。
发明内容
[0004]本发明克服了现有技术的不足，提出一种急倾斜薄矿脉多工序协同机械化充填采矿法;解决现有针对围岩不稳固急倾斜赋存的薄金矿脉的削壁充填法回采率低、劳动强度高及安全生产水平低的问题。
[0005]本发明是通过如下技术方案实现的：
一种急倾斜薄矿脉多工序协同机械化充填采矿法，包括以下步骤：
S1、矿井基建并施工采准巷：矿井一次基建至最低中段，在最低中段矿体下盘按设计参数施工采区斜坡道、分段巷道、分层联巷、采场溜井及通风天井;
S2、施工拉底巷;
S3、对矿体两侧围岩进行预加固;
S4、施工高分层上向平行孔，形成矿体内炮孔和围岩内炮孔;
S5、崩落矿体并出矿，然后崩落围岩并采场整平;
S6、对分层联巷进行压顶，分层联巷完成压顶后，借助压顶在分层联巷与采场之间产生的高差，直接进行胶结充填;待强度达到要求后，进行下一循环。
[0006]进一步的，矿房走向上按“凿岩及支护、采矿及出矿、削壁充填及胶结充填”工序共划分为四个工作面，沿工作面长度分别间隔设置通风天井、分层联巷及采场溜井。
[0007]进一步的，工作面长度200m，每隔50m设通风天井，每隔100m设分层联巷及矿石溜井。
[0008]进一步的，采用斜坡道开拓的矿山将主斜坡道用作采区斜坡道;采用其他开拓方式的矿山或矿体走向长度在300m以上的每隔300～500m设一个采区斜坡道。
[0009]进一步的，分层联巷的坡度为0至20%，与中段连通的首层分层联巷，按20%的坡度下向施工至矿体;该分层联巷与中段巷或分段巷相通，作为采场人员、设备、材料及矿石运输通道，兼作进风巷及采场安全出口。
[0010]进一步的，在中段运输巷采场溜井下口布设脉外装矿巷。
[0011]进一步的，步骤S3中，将矿岩人为分离，仅对围岩采用锚索以及钢筋网片进行加固，锚索布设形式为“梅花形”。
[0012]进一步的，步骤S4中，施工高分层上向平行孔：是在拉底巷及围岩加固完成后，采用采矿台车在矿体及围岩处分别施工上向平行孔，矿体内炮孔间距0.6m、围岩内炮孔间距0.8m，炮孔布置形式为“梅花形”。
[0013]进一步的，步骤S5中，崩落矿体并出矿：自通风天井一侧向另一侧采用爆破方法崩落矿体，采用平场铲运机出矿;崩落围岩并采场整平：采用大幅度削壁充填工序，将矿体两侧的围岩进行爆破充填采场，为后续机械化凿岩、出矿及平场提供作业空间。
[0014]进一步的，步骤S6中，直接进行胶结充填，不构筑充填挡墙，胶结充填的同时留设作业空间。
[0015]本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：
本发明能实现“凿岩、支护、采矿、出矿及充填”连续协同作业，并能提高资源回采率、降低劳动强度、提升安全生产水平，实现急倾斜薄矿脉无矿柱多工序协同连续机械化削壁及胶结充填。本发明方法的特点是：
1)走向上按“凿岩及支护、采矿及出矿、削壁充填及胶结充填”共划分为4个工序工作面，实现“凿岩、支护、采矿、出矿及充填”等工序连续高效协同作业，可将传统的矿房利用系数由0.4提高至0.8以上;
2)工序作业面之间不设间柱，各中段之间不设顶、底柱，在提高资源回采率的同时，减少了中段之间重复拉底工程量，从而实现走向及中段之间的连续充填采矿;
3)采用机械化凿岩设备施工3.75m的高分层上向平行孔进行落矿及削壁，将传统的矿房生产能力由30t/d提高至70t/d;
4)采用“矿岩分离预加固”技术，仅对矿体两侧围岩使用锚索+网片进行预加固，以此降低回采贫化，提高矿房稳固性。
[0016]本发明方法与现有的削壁充填采矿法相比，具有更大的优势：
一是，按工序划分作业面，实现多工序高效协调作业，提高矿块利用效率;
二是，仅在最低开采中段进行一次拉底，中段之间不设顶、底柱，实现自最低中段向回风标高开采的“自下而上”的连续采矿，从而提高矿房回采率;
三是，通过大幅度的削壁充填工序为机械化设备提供作业空间，将限制矿房生产能力的凿岩、出矿及平场环节由人工作业方式，改为机械化作业，极大地降低了劳动强度，提高了劳动生产率;
四是，对矿体两侧围岩单独采取预加固措施，在降低贫化的同时，提高矿房稳固性及安全生产水平;
五是，走向上不再人为划分矿房界限，仅每隔50m设通风天井，每隔100m设分层联巷及矿石溜井，矿房在走向上无间柱间隔，一方面解决了间柱无法回收回采率低的问题，另一方面为机械化连续凿岩、出矿及平场提供了作业空间，人员及设备不再按矿房配置，可按工序全矿统筹考虑，实现流水化作业，提高生产效率。
附图说明
[0017]图1为采切工程及回采作业面布置图;
图2为图1中的B-B剖面图;
图3为图1中的C-C剖面图;
图4为“矿岩分离预加固”及炮孔布置图布置图;
图5为图4中的A-A剖面图;
图6为图5中的D-D剖面图;
图7为多工序高效协同连续采矿技术流程图。
[0018]图中：2-分段巷道;3-采区斜坡道;4-分层联巷;5-天井联巷;6-采场溜井;7-中段装矿巷;8-通风天井;9-矿体;10-围岩;11-采矿台车;12-矿体内炮孔;15-围岩内炮孔。
具体实施方式
[0019]为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
[0020]本实施例提出一种急倾斜薄矿脉多工序协同机械化充填采矿法，采用机械化上向削壁+胶结连续充填的方法，开采的矿脉情况为：矿石量697.3万吨，金金属量40536kg，平均品位5.81g/t，平均厚度在2.0m以下的急倾斜赋存的构造蚀变型围岩不稳固的高品位薄金矿脉。
[0021]矿房参数如下(详见附图1至图3)：
1)矿房走向长度：走向上按“凿岩及支护、采矿及出矿、削壁充填及胶结充填”等工序共划分为4个工作面，每个工序工作面长度50m，总工序工作面长度200m，仅每隔50m设通风天井8，每隔100m设分层联巷4及采场溜井6;通风天井8之间设置天井联巷5。
[0022]2)矿房高度：矿房高度为中段高度，取60m。
[0023]3)分段高度：每个中段设4个分段，分段高度15m。
[0024]4)分层高度：采用采矿台车11凿上向平行孔，孔深3.75m，分层高度3.75m(约为现阶段普遍方法的2.0倍)。
[0025]5)采场宽度：现阶段市场上凿岩及出矿设备最小工作巷道宽度为2.8m。本方法设计采场宽度2.8m，其中，矿体厚度≤0.8m，削壁宽度≥2.0m(一侧削壁宽度≥1.0m)。
[0026]本申请提出的机械化上向削壁+胶结连续充填采矿法矿房采准巷道布设情况如下(详见附图1至图3)：
1)采区斜坡道3的布设：采用斜坡道开拓的矿山可将主斜坡道用作采区斜坡道3;采用其他开拓方式的矿山或矿体走向长度在300m以上的可每隔300～500m设一个采区斜坡道3。采区斜坡道3用作人员及设备通道，兼作采区安全出口及进风。
[0027]2)分段巷道2的布设：分段巷道2应布置在矿体下盘约42m处，可根据矿体及分层高度及坡度适当调整。
[0028]3)通风天井8的布设：沿矿体走向每隔50m布设一个通风天井8，通风天井8仅用作通风及充填井，不作行人通道。
[0029]4)采场溜井6的布设：在分段巷道2一侧每隔100m布设一条采场溜井6。
[0030]5)分层联巷4的布设：每隔100m布设一条分层联巷4，分层联巷4的坡度为0至20%，与中段连通的首层分层联巷，按20%的坡度下向施工至矿体。该巷道与中段巷或分段巷相通，作为采场人员、设备、材料及矿石运输通道，兼作进风巷及采场安全出口。
[0031]6)脉外装矿巷7的布设：在中段运输巷采场溜井下口布设脉外装矿巷7。
[0032]本申请提出的机械化上向削壁+胶结连续充填采矿法“矿岩分离预加固技术”如下：
将矿岩人为分离，仅对围岩采用锚索+钢筋网片进行加固，围岩一侧加固区宽度1.0m，锚索长度5m，锚索间距0.8m，布设形式为“梅花形”，详见附图4-图6。
[0033]本申请提出的机械化上向削壁+胶结连续充填采矿法采矿工艺技术流程如下(见附图7)：
1)基建：按设计的开拓系统一次基建至最低生产中段;
2)施工采准巷：矿山基建完成后，在基建最低中段矿体下盘按设计参数施工采区斜坡道3、分段巷道2、分层联巷4、采场溜井6及通风天井8。
[0034]2)施工拉底巷：按巷道掘进方式施工拉底巷，拉底巷最小宽度2.8m×2.8m。由于采用了自下而上连续采矿工艺，拉底巷仅在最低中段施工，下一中段回采无需重新施工拉底巷。
[0035]3)“矿岩分离”预加固：随拉底巷施工进度，对矿体9两侧围岩10进行预加固，加固方法见前文。
[0036]4)施工高分层上向平行孔：拉底巷及围岩加固完成后，采用采矿台车11在矿体9及围岩10处分别施工上向平行孔，炮孔深度均为3.75m。矿体内炮孔12间距0.6m;围岩内炮孔15间距0.8m，炮孔布置形式为“梅花形”。
[0037]5)崩落矿体及出矿：自通风天井8一侧向另一侧采用爆破方法崩落矿体，采用平场铲运机16出矿。
[0038]6)崩落围岩及采场整平：采用大幅度削壁充填工序，将矿体9两侧各1.0m范围的围岩10进行爆破充填采场，为后续机械化凿岩、出矿及平场提供作业空间。
[0039]7)分层联巷压顶：矿房平整完成后，对分层联巷4进行压顶，一次压顶高度3.75m;
8)尾砂胶结充填：分层联巷4完成压顶后，借助压顶在分层联巷4与采场之间产生的高差，直接进行胶结充填(不构筑充填挡墙)，胶结充填高度1.125m，并留设3m的作业空间;
9)待尾砂强度达到要求后，进行下一循环。
[0040]本申请提出的机械化上向削壁+胶结连续充填采矿法经济技术指标如下：
贫化率：18%;
回采率：90%(无矿柱开采，较削壁充填采矿法提高约5%);
采切比：52.11m/kt、460.44 m3/kt。
[0041]应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
[0042]上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
说明书附图(7)
