CN101105129A - 采矿环境再造连续采矿嗣后充填采矿法 - Google Patents

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本发明公开了一种采矿环境再造连续采矿嗣后充填采矿法,在矿体中部开采条形矿段,并垂直于该条形矿段在适当距离向两侧延伸开采适当宽度的矿段,采空区嗣后胶结充填,形成连续十字形胶结充填顶板支撑框架结构;该框架结构同时将矿体划分为若干间隔独立矿段,在矿体内重构造了一个新开采环境;在该环境中以独立矿段为回采单元,或间隔或平行回采,采空区嗣后非胶结充填,实现整个矿体连续开采,用下向平行垂直深孔侧向崩矿,沿矿块方向以双堑沟或单堑沟为底部结构,通过装矿,经阶段溜井下放到下阶段主运输平巷,井下机车运输出矿。是一种开采环境安全可靠,矿石回收率和生产率大幅提高,损失贫化得到了有效控制,并使得生产成本大大降低。

Description

采矿环境再造连续采矿嗣后充填采矿法
技术领域
本发明涉及一种采矿法,特别是涉及一种应对顶板和矿石的稳固 程度不均,安全开采环境欠佳,适合矿体在走向及倾向上连续性起伏 大,品位变化较大的厚大缓倾斜金属矿床高效安全开采的采矿方法。 背景技术
采用传统常规方法如房柱法、全面法、底盘漏斗分段采矿法等开 采中厚缓倾斜金属矿体在我国占有很大比重,但效果普遍不好。尤其 是开采厚度不均,顶板岩石不稳固的缓倾斜矿体时,问题更多,无法 实现该类矿体的安全高效连续低成本开采。长期以来国内不少矿山只 能采用安全性较高的底盘漏斗房柱法或底盘漏斗分段矿房法,但存在 底盘岩石中的采切工程量大,千吨采切比高,开采成本高,矿块或采 场生产周期长的不足。也有不少矿山采用充填法开采,但是目前国内 外使用的各种充填法也存在生产能力低和开采成本高,采掘工艺复 杂,充填系统宠大,中小矿山不易掌握等缺点。虽然对于矿床价值或 矿石品位较高的矿山并不严重,但是,我国大多数缓倾斜中厚矿床价 值和品位都不高,对充填法难以适应。使用房柱法虽效率较高,成本 较低,但资源损失较大,若不控顶或控顶效果不好,安全条件将恶化; 采用充填法,矿石贫化损失较小、较安全,但充填作业导致成本升高, 效率下降。因此,缓倾斜中厚矿体的开采存在着效率、成本、安全、 贫化损失之间的对立统一矛盾。 发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服以上不足,提供一种开采 环境安全可靠,矿石回收率和生产率大幅提高,损失贫化得到了有效 控制,并使得生产成本大大降低的采矿环境再造连续采矿嗣后充填采 矿法。
为了解决上述技术问题,本发明提供的采矿环境再造连续釆矿嗣 后充填采矿法,采用大直径下向平行深孔侧向落矿进行开采,将矿体 划分为盘区,首先在矿体中部开采条形矿段,并垂直于该条形矿段在 适当距离向两侧延伸开采适当宽度的矿段,采空区嗣后胶结充填,形 成连续十字形胶结充填支撑顶板的框架结构;该框架结构同时将矿体 划分为若干间隔的独立矿段,在矿体内重构造了一个新的开采环境; 在该环境中以独立矿段为回采单元,或间隔或平行进行回采,采空区
嗣后非胶结充填,实现整个矿体的连续开采,回采过程中用下向平行 垂直深孔侧向崩矿,沿走向方向布置双堑沟或单堑沟为底部结构,通 过装矿,经阶段溜井下放到下阶段主运输平巷,井下机车运输出矿。 本发明在形成中部支撑框架时,中部条形矿段回采使用前进式且 超前两侧矿段,两侧矿段回采时工作面从中间向两边后退式连续推 进。充分利用连续十字尾砂胶结充填框架结构支撑顶板压力,将可能 形成的大面积隐患顶板暴露面积分解成为多个可安全开采的顶板暴 露面积,实现了安全开采新环境的再造。采用胶结或非胶结充填法处 理采空区的矿段,开采中不留任何矿柱,实现了矿体的连续开采和充 填法的灵活运用。应用该采矿法使得开采环境更加安全可靠,矿石回 收率和生产率大幅提高,损失贫化得到了有效控制,并使得生产成本 大大降低。
本发明亦可以作为连续厚大低品位隐患矿体的回采。回采的工艺 过程基本相同,主要区别在于中部十字支撑框架结构的尺寸和充填体 的强度,间隔采空矿段可以充填也可不充填,同样采用铲运机直接出 矿,井下汽车运输,达到连续回采大面积隐患矿体,提高生产率,降 低生产成本的目的。
其具体的步骤如下:
1、 中部条形矿柱尺寸、充当支撑框架结构充填体强度以及采场 允许的最大顶板暴露面积的确定;
2、 在矿体中部回采条形矿段,在适当距离分别向两侧回采垂直 于该条形矿段的矿段,同时嗣后用尾砂胶结充填采空区,形成连续十
字胶结充填体;
3、 在条形矿段上部开凿凿岩硐室;
4、 在矿体底部构筑堑沟底部结构和出矿巷道,形成底部出矿结
构;
5、 利用凿岩硐室在矿体中钻凿下向垂直平行深孔;
6、 起爆矿体中的炸药,利用爆破能量破碎矿石,连续回釆各矿
段;
7、 回采完毕后的矿段,充填处理空区;
8、 铲运机装矿,井下用有轨机车运矿。
采用本发明时由于连续十字胶结充填体充当的支撑框架结构把 矿体划分成若干独立矿段,整个矿体的中部十字条形矿段连续进行, 且超前于两侧垂直的矿段,底部堑沟受矿,铲运机出矿;应用本发明, 空区顶板暴露面积被条形十字胶结充填体分割成更小的允许暴露的 安全顶板面积,重构了一个安全开采环境,随后采空区用充填法处理, 提高矿石的回收率,降低矿石贫化率,提高了劳动生产率。
附图说明
图1是本发明采矿工艺流程示意图; 图2是沿图1中A-A线剖视图; 图3是沿图2中B-B线剖视图; 图4是沿图2中C-C线剖视图; 图5是沿图3中D-D线剖视图。 具体实施方式
本发明提出的采矿方法的具体用例是:沿矿体倾向方向,在矿体
中部回采条形矿段,宽20米,垂直于该矿段间隔30米在两侧回采宽
15米的矿段;首先在矿段上部掘进凿岩巷道,垂直于该方向,在矿体 两侧适当距离掘进凿岩巷道并在中部沟通,形成通风回路,通过凿岩 巷道扩帮形成凿岩洞室。在矿体底部掘进出矿巷道,从中部向两侧切割拉底构筑堑沟底部结构,30m宽矿块采用双堑沟出矿,出矿巷道布 置在两条堑沟中央,15m宽矿段采用单堑沟受矿,每隔13m在堑沟与 出矿巷道之间布置一条出矿进路。堑沟规格2. 5X3. 7m2,出矿巷道与 出矿进路规格均为4X3m2;在整个回采区段两端,每条出矿巷道旁布 置一条溜井与下阶段水平运输大巷相通。底部结构沿矿体走向布置, 中部条形矿段与两侧矿段共用一套底部结构。在凿岩硐室适当位置, 用传统方法向上掘进通风天井(上部可用作通风充填井),从上部的 凿岩硐室向下钻凿多排平行垂直深孔,从矿段一侧形成切割槽,实施 侧向崩矿前进式回采;回采过程中,在30m矿段中部向两侧超采一部 分,为下步回采该矿段时预留切割槽。中部条形矿段超前两侧矿柱回 采,将采空区用尾砂胶结充填处理,充填时临空面用木板架设,逐歩 形成十字形充填支撑框架。等支撑框架达到强度后,开始回采被该框 架分割的独立矿段,可同步回采,也可间隔回采;回采时充分利用回 采预留的切割槽扩帮形成爆破自由面,由矿体中部向两侧后退式回 采。
爆破后的矿石,通过堑沟底部结构受矿,利用铲运机装矿,井下 有轨设备运输。在回采形成十字充填体的矿段时,由于暴露面积在允 许范围内,作业安全,在回采两侧的矿段时,由于是在中间十字充填 体支撑框架构造的新环境下作业,同样安全。采场生产能力和劳动生 广率咼。
下面结合附图对本发明作进 一 步的说明。
图l、图2、图3、图4和图5为本发明的采矿方法示意图。首先 通过分析计算确定安全顶板暴露面积,布置中部条形矿段的结构尺寸 以及间隔矿段的尺寸;在矿体上部掘进凿岩巷道并逐步形成凿岩洞室 6,在适当位置布置通风天井后可作为充填井7;在矿体底部掘进出矿
巷道l,在矿块底部利用扇形炮孔开挖形成堑沟底部结构11,单双堑 沟间隔使用。在适当距离间隔掘进出矿进路10,在出矿巷道两头布置 出矿溜井4。在条形矿段上部凿岩硐中钻凿下向平行垂直深孔逐步落 矿,中部条形矿段采用前进式,两侧矿段采用后退式。中部条形十字 矿段采空后,胶结充填,临空面采用板材隔离,布置若干泄水井12; 当充填体达到强度后,可着手回采剩下的独立矿段,回采工艺与中部 条形矿段相同,不同的是从矿体中部往两侧后退式回采,回采后的空 区可采用非胶结充填(视具体情况也可继续胶结充填)。矿体遵循山 上而下的回采,中间条形矿块采用前进式回采,其它矿块均采用后退
式回采,中间矿块回采超前两侧矿块。采用cs-ioo高气压环形潜孔
钻机凿岩,堑沟采用上向扇形中深孔依次形成,落矿采用下向平行深
孔,炮孔直径110mm,炮孔排距2.0〜2.5m,出矿块度控制在350mm 以下。爆破采用铵油炸药,机械装药,非电导爆管微差起爆, 一次爆 破2〜3排炮孔。爆破通风完毕,采用4m3铲运机出矿通过受矿堑沟收 集崩落的矿石,经阶段溜井下放至主运输平巷,井下有轨机车运矿到 地表选厂。
本发明在一个地下矿山得到了实际应用,该矿山为一缓倾斜厚大 矿体,在此矿体的顶板和矿石稳定性不均,开采环境复杂,应用本专 利方法,提高了劳动生产率,减少了充填工作量,降低了矿山的生产 成本,提高了资源回收率,收到了很好的经济效益。

Claims (2)

1、一种采矿环境再造连续采矿嗣后充填采矿法,其特征是:采用大直径下向平行深孔侧向落矿进行开采,整个矿体视为一个盘区,首先在矿体中部开采条形矿段,并垂直于该条形矿段在适当距离向两侧延伸开采适当宽度的矿段,采空区嗣后胶结充填,形成连续十字形胶结充填顶板支撑框架结构;该框架结构同时将矿体划分为若干间隔的独立矿段,在矿体内重构造了一个新的开采环境;在该环境中以独立矿段为回采单元,或间隔或平行进行回采,采空区嗣后非胶结充填,实现整个矿体的连续开采,回采过程中用下向平行垂直深孔侧向崩矿,沿矿块方向以双堑沟或单堑沟为底部结构,通过装矿,经阶段溜井下放到下阶段主运输平巷,井下机车运输出矿。
2、 根据权利要求1所述的采矿环境再造连续采矿嗣后充填采矿 法,其特征是:首先通过分析计算确定安全顶板暴露面积,布置中部 条形矿段的结构尺寸以及间隔矿段的尺寸;在矿体上部掘进凿岩巷道 并逐步形成凿岩洞室(6),在适当位置布置通风天井后可作为充填井 (7);在矿体底部掘进出矿巷道(l),在矿块底部利用扇形炮孔开挖形 成堑沟底部结构(ll),单双堑沟间隔使用;在适当距离间隔掘进出矿 进路(IO),在出矿巷道两头布置出矿溜井(4);在条形矿段上部凿岩 硐室中钻凿下向平行垂直深孔逐步落矿,中部条形矿段釆用前进式, 两侧矿段采用后退式;中部条形十字矿段釆空后,胶结充填,临空面 采用板材隔离,布置若干泄水井(12);当充填体达到强度后,开始回 采剩下的独立矿段,回采工艺与中部条形矿段相同,不同的是从矿体 中部往两侧后退式回采,回采后的空区可采用非胶结充填,视具体情 况也可继续胶结充填;矿体遵循由上而下的回采,中间条形矿块采用 前进式回采,其它矿块均采用后退式回采,中间矿块回采超前两侧矿 块;采用高气压环形潜孔钻机凿岩,堑沟采用上向扇形中深孔依次形 成,落矿采用下向平行深孔,炮孔直径110mm,炮孔排距2.0〜2.5m, 出矿块度控制在350mm以下;爆破采用铵油炸药,机械装药,非电导 爆管微差起爆, 一次爆破2〜3排炮孔;爆破通风完毕,采用铲运机 出矿,通过受矿堑沟收集崩落的矿石,经阶段溜井下放至主运输平巷, 井下有轨机车运矿到地表选厂。
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