一种低段高无底柱留矿嗣后充填采矿法

摘要

本发明涉及一种低段高无底柱留矿嗣后充填采矿法。其技术方案是：在每一个阶段所布置的阶段运输大巷(14)中掘进穿脉巷道(7)，通达待回采的矿房。在间柱(6)中设有联络道(2)，通风人行天井(1)通过联络道(2)与矿房连通。切割形成的拉底高度为2~2.5m，宽度为矿体的厚度。矿房内的回采由下往上进行，分层高度为2~3m。梯段工作面长度为2~4m，高度为1.5~2m，炮孔(10)水平布置，炮孔采用三角形排列，炮孔(10)间距为0.8~1m，每次爆破落矿后放出30~40%体积的矿石，矿房回采完毕将所有矿石全部放出。在采空区底部筑造的回风巷道(8)沿矿脉方向布置，然后对采空区进行充填。该方法具有采场稳定性高、矿石回收率高和机械化程度高的优点。

说明书

技术领域

本发明属于矿床地下开采领域，具体涉及一种低段高无底柱留矿嗣后充填采矿法。

背景技术

在地下开采中往往有少数零星囊状、巢状的小矿体离主矿体较远，从工艺和经济角度上看，传统的采矿方法不适合开采这部分矿石，为了考虑整体效益，很多矿山都遗弃了这些矿石，造成资源的极大浪费。另外，在露天开采圈定开采境界过程中，由于矿床赋存条件复杂，矿体形状变化较大，往往导致一部分矿体不在开采境界内，这部分矿石残留在露天坑边帮上，即为挂帮矿。根据资料显示，我国露天矿开采结束后，残留在露天坑边帮的挂帮矿矿石量占总开采矿石量的10%左右。我国是一个矿产资源短缺的国家，同时又是一个矿产资源消耗大国，因此，回采地下零星小矿体和挂帮矿具有重要的意义。

目前离主矿体较远的零星小矿体多被遗弃，而挂帮矿的开采方法主要有：

直接采用崩落法开采，这种方法适用于露天开采结束或者露天开采和地下开采错开的矿山。由于露天开采结束或者露天开采与地下开采错开，地下开采所引起的地表塌陷、露天坑扩大等问题对地表影响不大，因此可直接采用崩落法开采。

    采用预留矿柱的传统空场法和充填法开采：这种方法适合露天开采和地下开采同时进行的矿山。预留矿柱可承担一定的地压，以保证地表露天开采不受地下开采的影响。

    直接采用崩落法开采挂帮矿时，容易造成采空区围岩冒落、顶板岩石垮塌、地表塌陷、露天采坑扩大等问题；采用预留矿柱的空场法开采挂帮矿时，由于采区岩石暴露时间长、暴露面积大，使围岩稳定性下降，影响采区和地表安全。同时，露天坑边帮挂帮矿的矿体规模通常较小，空场法回采矿石损失和贫化较大，不利于小规模挂帮矿开采工程；采用预留矿柱的充填法开采挂帮矿时，充填法工艺复杂、成本高，不适宜开采矿石量较小的挂帮矿。

发明内容

本发明旨在弥补现有零星矿体和挂帮矿开采技术中的不足，目的是提供一种采场稳定性好、矿石回收率高和机械化程度高的低段高无底柱留矿嗣后充填采矿法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)采准和切割

开拓工程完成后，在每一个阶段布置阶段运输大巷，从阶段运输大巷中掘进穿脉巷道，通达待回采的矿房；在间柱中沿竖直方向设有联络道，联络道的间隔为3~4m，通风人行天井通过联络道与矿房连通；在采准完毕的矿房内进行切割，切割形成的拉底高度为2~2.5m，切割形成的拉底宽度为矿体的厚度。

2)回采和充填

    矿房内的回采工作由下往上进行，分层高度为2~3m，回采过程中选择回采或者预留矿柱。梯段工作面长度为2~4m，高度为1.5~2m，炮孔为水平炮孔，炮孔的间距为0.8~1m，炮孔采用三角形排列，每次爆破落矿后放出30~40%体积的矿石。再向上回采，待矿房回采完毕，将所有矿石全部放出，形成采空区。在所述采空区底部筑造一条回风巷道，回风巷道沿矿脉方向布置，然后对所述采空区进行充填。

在上述技术方案中：所述的阶段高度为10~15m；所述联络道断面尺寸为2m×2m；所述间柱的厚度为3~4m；所述的充填是采用高强度充填料进行充填，采用液压泵进行砂浆加压接顶，充填用管道布置在回风巷道中。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：

本发明先将待采矿石爆破，再将爆破落下矿石体积的60~70%堆积在矿房内形成矿石堆，用以暂时支撑两帮围岩，并作为继续向上回采的工作平台，增强了采场的稳定性；待整个矿房回采完毕，采用铲运机将矿石运至溜井，机械化程度高。

本发明采用低分段回采，减小了由于间柱支撑上部覆岩所产生的变形，提高了地下采场的安全性。

本发明采用高强度充填料经充填管道和充填井输送到采空区，高强度充填料在采空区形成充填体，及时控制围岩崩落和地表下沉，使回采工作的安全和方便得到保障。

本发明只留少量矿柱，能尽可能多地回收矿石，矿石回收率高。

因此，本发明在保证采场作业安全和保护地表露天作业安全的同时能提高矿块生产能力，具有采场稳定性好、矿石回收率高和机械化程度高的特点，本发明主要用于开采地下离主矿体较远的零星矿体和露天挂帮矿。

附图说明

图1为本发明用于某一零星矿体的示意图；

图2为图1中A-A向的剖面示意图；

图3为图1中B-B向的剖面示意图；

图4为图1中C-C向的剖面示意图；

图5为本发明用于某一挂帮矿矿体的示意图；

图6为图5中A-A向的剖面示意图；

图7为图5中B-B向的剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步描述，并非对本发明保护范围的限定。

实施例1

一种低段高无底柱留矿嗣后充填采矿法。本实施例所述方法是：

1)采准和切割

本实施例为某一零星矿体的开采，在开拓工程完成后，将所述零星矿体划分为阶段，如图1、图2、图3和图4所示，在每一个阶段布置阶段运输大巷14，从阶段运输大巷14中掘进穿脉巷道7，通达待回采的矿房；在间柱6中沿竖直方向设有联络道2，联络道2的间隔为3.0~3.5m，通风人行天井1通过联络道2与矿房连通；在采准完毕的矿房内进行切割，切割形成的拉底高度为2~2.5m，切割形成的拉底宽度为矿体的厚度。

2)回采和充填

    矿房内的回采工作由下往上进行，如图1所示，分层高度为2.0~2.5m，回采过程中选择回采或者预留矿柱4。梯段工作面长度为2.0~3.0m，高度为1.5~2m，炮孔10为水平炮孔，炮孔10的间距为0.8~1m，炮孔10采用三角形排列，每次爆破落矿后放出30~35%体积的矿石。再向上回采，待矿房回采完毕，将所有矿石全部放出，形成采空区。在所述采空区底部筑造一条回风巷道8，回风巷道8沿矿脉方向布置，然后对所述采空区进行充填。

本实施例的上述技术方案中：所述的阶段高度为10~13m；所述联络道2断面尺寸为2m×2m；所述间柱6的厚度为3.0~3.5m；所述的充填是采用高强度充填料进行充填，采用液压泵进行砂浆加压接顶，充填用管道布置在回风巷道8中。

实施例2

一种低段高无底柱留矿嗣后充填采矿法。本实施例所述方法是：

1)采准和切割

本实施例为某一挂帮矿体的开采，在开拓工程完成后，将所述挂帮矿矿体划分为阶段，如图5、图6和图7所示，在每一个阶段布置阶段运输大巷14，从阶段运输大巷14中掘进穿脉巷道7，通达待回采的矿房；在间柱6中沿竖直方向设有联络道2，联络道2的间隔为3.5~4.0m，通风人行天井1通过联络道2与矿房连通；在采准完毕的矿房内进行切割，切割形成的拉底高度为2~2.5m，切割形成的拉底宽度为矿体的厚度。

2)回采和充填

    矿房内的回采工作由下往上进行，如图5所示，分层高度为2.5~3.0m，回采过程中选择回采或者预留矿柱4。梯段工作面长度为3.0~4.0m，高度为1.5~2m，炮孔10为水平炮孔，炮孔10的间距为0.8~1m，炮孔10采用三角形排列，每次爆破落矿后放出35%~40%体积的矿石。再向上回采，待矿房回采完毕，将所有矿石全部放出，形成采空区。在所述采空区底部筑造一条回风巷道8，回风巷道8沿矿脉方向布置，然后对所述采空区进行充填。

本实施例的上述技术方案中：所述的阶段高度为12~15m；所述联络道2断面尺寸为2m×2m；所述间柱6的厚度为3.5~4.0m；所述的充填是采用高强度充填料进行充填，采用液压泵进行砂浆加压接顶，充填用管道布置在回风巷道8中。

本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：

本具体实施方式先将待采矿石9爆破，再将爆破落下矿石体积的60~70%堆积在矿房内形成矿石堆12，用以暂时支撑两帮围岩，并作为继续向上回采的工作平台11，增强了采场的稳定性；待整个矿房回采完毕，采用铲运机将矿石运至溜井13，机械化程度高。

本具体实施方式采用低分段回采，减小了由于间柱支撑上部覆岩所产生的变形，提高了地下采场的安全性。

本具体实施方式采用高强度充填料经充填管道和充填井3输送到采空区，高强度充填料在采空区形成充填体5，及时控制围岩崩落和地表下沉，使回采工作的安全和方便得到保障。

本具体实施方式只留少量矿柱，能尽可能多地回收矿石，矿石回收率高。

因此，本具体实施方式在保证采场作业安全和保护地表露天作业安全的同时能提高矿块生产能力，具有采场稳定性好、矿石回收率高和机械化程度高的特点，本具体实施方式主要用于开采地下离主矿体较远的零星矿体和露天挂帮矿。