限制性空间内急倾斜厚大矿体无底柱分段崩落法回采方法

摘要

本发明公开了限制性空间内急倾斜厚大矿体无底柱分段崩落法回采方法，是属于采矿技术领域，S1在限制性空间内，沿矿体垂向划分出回采分段；S2通过首采分段均匀扩展采空区，总量控制出矿使顶板围岩安全，及时冒落形成覆盖层；S3在中间分段采取低贫化放矿以减少无效贫化；S4在最末分段采取截止品位放矿，设置间柱辅助回收进路充分回收矿石，其有益效果在于：避免了采用传统穿爆法强制崩落顶板围岩形成覆盖层方法的效率低、成本高、产出少等缺点，实现了安全、高效、低成本形成覆盖层，同时在形成覆盖层过程中可以有一定矿石产出，可满足矿山产量需求。

说明书

技术领域

本发明属于采矿技术领域，具体涉及限制性空间内急倾斜厚大矿体无底柱分段崩落法回采方法。

背景技术

对于一个急倾斜厚大且延深也较大的矿体采用无底柱分段崩落法进行回采时，通常可以布置十数个甚至数十个回采分段，为矿石的回采和回收创造了较为理想的条件，也更有利于发挥出无底柱分段崩落法的优势，一般可获得较好的矿石回收指标。但有时也会由于矿体赋存条件、矿石品位、开采技术条件、市场经济等因素发生变化，需要采用无底柱分段崩落法去回采某些在垂直方向上厚度十分有限(称之为限制性空间)的矿体。例如，金川龙首矿西二采区矿体为急倾斜厚大矿体，最开始采用上、下双中段同时回采的下向水平分层胶结充填法进行采矿，后期因镍价大幅下跌，矿山决定将上部中段采矿方法改为生产成本较低的无底柱分段崩落法，此时上部中段矿体夹于上、下两个充填体之间，垂向厚度不足70m，对于无底柱分段崩落法而言，其开采空间十分有限，所能布置的回采分段数目也就十分有限。

当利用无底柱分段崩落法在限制性空间内对急倾斜厚大矿体进行开采时，矿石的回采及回收条件都将变得十分复杂，主要体现在以下两方面：其一，无底柱分段崩落法在正常采矿之前，必须在采场上部形成一定厚度的散体覆盖层，此时就需要考虑如何在有限空间内安全、高效、低成本地形成覆盖层，同时最好还要在形成覆盖层过程中有一定量的矿石产出，以满足矿山的产能要求；其二，由于分段崩落法特殊的菱形采场结构形式，使得分段矿石具有转段回收的特点，一般来说分段数目越多，矿石回收效果就越佳，而矿体在垂向上的回采空间越有限，能布置的分段数目也就越少，就更容易造成矿石的损失贫化。

因此，有必要针对无底柱分段崩落法在限制性空间内回采急倾斜厚大矿体时其矿石回采及回收条件的特殊性，寻求一个综合性的解决方案，以提升采矿效率、降低回采过程中的矿石损失贫化，提高矿山开采的技术经济效益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

限制性空间内急倾斜厚大矿体无底柱分段崩落法回采方法，包括如下步骤：

S1在限制性空间内，沿矿体垂向划分出回采分段；

S2通过首采分段均匀扩展采空区，总量控制出矿使顶板围岩安全，及时冒落形成覆盖层

在首采分段回采过程中按阶梯退采模式均匀扩展采空区，避免在回采范围内留支撑矿柱，促使顶板及时冒落，同时按照步距崩矿量严格控制出矿量，剩余矿石暂留在进路底板作为缓冲垫层封堵出矿口，预防顶板冒落冲击危害；

S3在中间分段采取低贫化放矿以减少无效贫化

在中间分段出矿过程中一旦发现废石正常到达出矿口便立即停止出矿，以减少废石混入率，避免无效贫化；

S4在最末分段采取截止品位放矿，设置间柱辅助回收进路充分回收矿石

在最末分段正常回采进路出矿达到截止品位后再停止出矿，同时为了充分回收最末分段无法转段回收的桃形矿柱和脊部残留，在相邻回采进路间柱中央增设辅助回收进路，同样采取截止品位放矿方式，以减少矿石损失，实现矿石的充分回收。

所述步骤S1中的回采分段为3-5个。

所述步骤S2中的崩矿量为30％-40％。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)避免了采用传统穿爆法强制崩落顶板围岩形成覆盖层方法的效率低、成本高、产出少等缺点，实现了安全、高效、低成本形成覆盖层，同时在形成覆盖层过程中可以有一定矿石产出，可满足矿山产量需求；

(2)对处于中间部位的回采分段采取低贫化放矿方式而非传统的截止品位放矿方式，既可实现矿石的充分回收，又显著降低了废石混入率，避免无效贫化，提高矿石回收质量。

(3)通过最末分段正常进路截止品位放矿以及在相邻进路间柱上增设辅助回收进路回收转段矿量，最大限度减少了矿石损失。

附图说明

图1是本发明实施例的首采分段中深孔布置形式示意图。

图2是本发明实施例的首采分段阶梯式均匀退采扩展采空区方案示意图。

图3是本发明实施例的首采分段预留矿石散体缓冲垫层形态示意图。

图4是本发明实施例的最末分段辅助回收进路布置方案示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

如图1-4所示，本发明所述的限制性空间内急倾斜厚大矿体无底柱分段崩落法回采方法，包括如下步骤：

S1在限制性空间内，沿矿体垂向划分出回采分段；

S2通过首采分段均匀扩展采空区，总量控制出矿使顶板围岩安全，及时冒落形成覆盖层

在首采分段回采过程中按阶梯退采模式均匀扩展采空区，避免在回采范围内留支撑矿柱，促使顶板及时冒落，同时按照步距崩矿量严格控制出矿量，剩余矿石暂留在进路底板作为缓冲垫层封堵出矿口，预防顶板冒落冲击危害；

S3在中间分段采取低贫化放矿以减少无效贫化

在中间分段出矿过程中一旦发现废石正常到达出矿口便立即停止出矿，以减少废石混入率，避免无效贫化；

S4在最末分段采取截止品位放矿，设置间柱辅助回收进路充分回收矿石

在最末分段正常回采进路出矿达到截止品位后再停止出矿，同时为了充分回收最末分段无法转段回收的桃形矿柱和脊部残留，在相邻回采进路间柱中央增设辅助回收进路，同样采取截止品位放矿方式，以减少矿石损失，实现矿石的充分回收。

所述步骤S1中的回采分段为3-5个。

所述步骤S2中的崩矿量为30％-40％。

所谓中间分段是指除了首采分段和最末分段外的其余分段，在首采分段诱导顶板围岩冒落形成覆盖层后，中间分段便可以视作是在正常条件下进行矿石回采，其主要任务是充分、高质量地进行矿石的回收。因此为了避免采用传统截止品位放矿方式带来较大的矿石贫化，这些分段采用低贫化放矿方式进行放矿，即判断废石正常到达出矿口后便可停止出矿，从而减少无效贫化，提高矿石回收质量。首采分段通过总量控制放矿后在采场中留下的矿石隔离层也可以有效阻隔覆盖层废石提前混入，这也为中间分段实施低贫化放矿创造了便利条件。

最末分段是采场的最后一个回采分段，其下部不再具有回收转段矿石的条件，因此在这一分段除了要充分回收正常进路范围内的崩落矿石外，还必须考虑转段矿量的回收问题。最末分段的转段矿量主要包括两部分：一是进路间未崩落的桃形矿柱，二是桃形矿柱上部的脊部矿石残留。因此为了实现矿石的充分回收，减少矿石损失，最末分段回采进路采取截止品位放矿方式，以使采场内崩落矿石被充分放出，同时在相邻回采进路间柱中央部位增设辅助回收进路，以实现转段矿量的充分回收。

(1)在综合考虑矿体垂向厚度、设备能力、技术能力、管理能力等因素的基础上，确定出无底柱分段崩落法采场的合理分段高度和分段数目，但一般不应少于3个回采分段；

(2)在首采分段为使相邻进路的采空区及时贯通，首采分段可取较小的边孔角，一般可按照30°～40°进行设计和施工；同时在回采过程中可按照阶梯退采模式均匀扩展采空区，避免在回采范围内留支撑矿柱，以促使顶板围岩及时冒落；此外，出矿过程中需按照总量控制方式进行出矿，出矿量严格控制在步距崩矿量的30％～40％，放出部分矿石为顶板提供冒落空间，同时又预留一部分崩落矿石在采空区底板作为缓冲垫层封堵出矿口，预防冒落冲击危害，从而安全、高效、低成本地形成覆盖层；

(3)中间分段可视作是在正常条件下进行矿石的回采和回收，为避免废石过量混入，可采取低贫化放矿方式而非传统截止品位放矿方式进行出矿，即一旦判断废石已正常到达出矿口，便立即停止出矿，使原本需要贫化放出的矿石暂留于采场内，在下分段以纯矿石的方式进行回收，从而减少无效贫化，实现矿石的高质量回收；

(4)最末分段是采场中矿石的最后回收机会，为了减少矿石损失，采取截止品位方式进行出矿，同时为了回收最末分段的桃形矿柱及脊部残留，在相邻进路间柱中央增设辅助回收进路对其进行补充回收，但由于间柱尺寸有限，考虑到辅助回收进路的稳定性，其规格一般要小于正常回采进路，一般可选用2.0m×2.0m～3.0m×3.0m的规格，同时对其加强支护，以确保其稳定性，回采过程中采用上向扇形中孔进行落矿，配以1～2m

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理。