CN102704934B

CN102704934B - 适于大型地下矿山开采的嗣后充填采矿方法

Info

Publication number: CN102704934B
Application number: CN201210170216.3A
Authority: CN
Inventors: 胡永泉; 张传信; 郭金峰; 赵继银; 喻六平; 刘培正; 张显
Original assignee: Sinosteel Maanshan General Institute of Mining Research Co Ltd
Current assignee: Sinosteel Maanshan General Institute of Mining Research Co Ltd
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2032-06-28
Also published as: CN102704934A

Abstract

本发明公开了一种适于大型地下矿山开采的嗣后充填采矿方法，在盘区（1）内划分3~6个连续采场（2）和一个盘区间柱（3），垂直方向上布置有盘区顶柱（4）和盘区底柱（5），盘区采场（2）内矿石（7）通过爆破落到采场堑沟（11）中，铲运机通过出矿巷道（10），在出矿进路（12）中装矿，运至沿脉巷道（8）卸入溜井（14）。回采出矿完毕后，尾砂通过充填巷道（15）充填至空区，形成盘区充填体（6）。盘区采场（2）充填完毕后，再回采相邻盘区采场（2）并嗣后充填形成的空区。相邻盘区采场（2）充填完毕后，再回收部分盘区间柱（3），并对盘区间柱形成的空区加以充填，最终消除空区。本发明可以利用有限矿体分布面积提高开采强度，扩大生产能力，降低采矿和空区充填成本。

Description

适于大型地下矿山开采的嗣后充填采矿方法

技术领域

本发明涉及一种地下矿山采矿方法，尤其是涉及一种大型地下矿山高效开采的嗣后充填采矿方法。适用于非煤井下矿山利用有限矿体分布面积提高开采强度，扩大生产能力，降低采矿生产和空区充填处理成本。

背景技术

金属矿山地下开采采矿方法有三类基本方法：一是空场法，二是崩落法，三是充填法。各种采矿方法具有各自使用条件:空场采矿方法，生产能力大，采矿成本低，安全性差；充填采矿方法生产能力低，生产成本高，常用于开采高价值矿石；崩落采矿方法生产能力高，但损失贫化大，要求地表允许塌陷。在我国矿产资源以低品位矿石为主的前提下，选用生产能力高，开采成本低的采矿方法具有广泛的应用前景。

目前国内试验了空场采矿嗣后充填的采矿方法，取得了显著的成绩，主要有下向大孔阶段空场采矿嗣后充填采矿方法、分段空场采矿嗣后充填采矿方法、矿房采矿嗣后充填采矿方法等，但是还是普遍存在着生产能力和生产成本的限制，主要是采场采用二步骤回采，在一步骤回采后要采用高强度尾砂进行胶结处理采空区，为二步骤回采创造条件，这样造成成本的增加和工艺复杂，阻碍了地下矿山的进一步提高产能。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术中存在的上述缺陷，而提供一种适于大型地下矿山开采的嗣后充填采矿方法。利用盘区空场嗣后充填的开采方法，对井下矿段划分成盘区开采，盘区内划分连续采场进行回采，利用尾砂对整个盘区内采空区进行充填处理，既解决井下充填开采生产能力低的矛盾，又降低了采场充填成本，大大简化盘区生产的工序，减少了尾砂充填胶结材料的用量，同时消除空区存在的安全隐患。

为实现本发明上述目的，本发明适于大型地下矿山开采的嗣后充填采矿方法通过以下技术方案来实现：

1）将井下厚大矿段组合划分为多个盘区；

2）在各个盘区划分成3~6个连续采场，在盘区边缘划出一个盘区间柱，垂直方向上布置有盘区顶柱和盘区底柱；

3）按照采准工程设计完成相应的采准工程：完成沿脉巷道、穿脉巷道、人行通风天井、溜井、出矿巷道、出矿进路、拉底巷道，根据矿岩情况，进行巷道支护，保证支护质量；

4）中深孔拉底形成堑沟：利用矿房拉底巷道采用中深孔爆破、切割形成拉底空间，最终形成采场堑沟；

5）盘区采场回采落矿：采用凿岩爆破爆落矿石，自重落于堑沟；

6）利用底部结构将矿石铲运至溜井卸矿：在出矿进路中通过井下铲运机铲装堑沟中将爆落矿石倒入溜井；

7）盘区采场回采出矿完毕：重复5）、6）工序，利用遥控铲运机解决残矿的装运问题，直至盘区采场出矿完毕；

8）盘区采场尾砂胶结充填、达到设计强度：对盘区采场通道封闭，封闭墙强度满足设计要求后，通过充填巷道对盘区采场实施尾砂胶结充填，形成盘区充填体，保证充填接顶效果；

9）回采相邻盘区内的采场：对已经开采完毕的盘区采场进行尾砂胶结充填、达到设计强度，再重复4）、5）、6）、7）工序，回采相邻盘区采场；

10）相邻盘区采场尾砂充填：采用尾砂充填对相邻盘区采场进行充填；

11）布置盘区间柱采准工程：根据工程地质及井下矿岩稳定情况，进行盘区间柱回收设计，布置相应采准工程；

12）部分回收盘区间柱：根据设计及工程状况，采用浅孔或中深孔回收盘区间柱中部分矿石资源，至回收结束；

13）盘区间柱充填：封闭相关通道，对盘区间柱回收后留下的空间进行充填，消除采空区。

“盘区空场”是在将厚大矿段划分成盘区，采用空场法采矿，简化回采工艺，提高采场生产能力。

上述一个盘区内的采场数量一般为3~6个，大多情况下为4~5个。

所述盘区所处矿段矿体和围岩坚固稳定、完整性好，完整性系数不小于0.8，抗压强度不小于80MPa。

本发明可以利用有限矿体分布面积提高开采强度，扩大生产能力，降低采矿生产和空区充填处理成本。

本发明适于大型地下矿山开采的嗣后充填采矿方法采用以上技术方案后，具有以下积极效果：

1）采用盘区空场嗣后充填的开采方法，对井下矿段划分成盘区开采，解决井下充填法开采生产能力低的矛盾；

2）利用尾砂对已有采空区进行充填处理，降低了采场充填成本，简化盘区生产的工序；

3）将尾矿（尾砂）充填于地下采空区，减少了向尾矿库排放的尾矿量，实现了少废或无废开采，为建设生态矿山起了示范作用。

附图说明

图1 为本发明适于大型地下矿山开采的嗣后充填采矿方法的原理与布置纵向投影图。

图2为本发明适于大型地下矿山开采的嗣后充填采矿方法的原理与底部结构布置图。

图3为本发明适于大型地下矿山开采的嗣后充填采矿方法的生产工艺流程图。

附图标记为：

1－盘区；2－盘区采场；3－盘区间柱；4－盘区顶柱；5－盘区底柱；6－盘区充填体；7－矿石；8－沿脉巷道；9－穿脉巷道；10－出矿巷道；11－采场堑沟；12－出矿进路；13－人行通风天井；14－溜井；15－充填巷道；16－拉底巷道。

具体实施方式

为进一步描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明适于大型地下矿山开采的嗣后充填采矿方法作进一步详细描述。

由图1所示的本发明适于大型地下矿山开采的嗣后充填采矿方法的原理与布置纵向投影图和图2所示的本发明适于大型地下矿山开采的嗣后充填采矿方法的原理与底部结构布置图看出，本发明方法将井下厚大矿段组合划分为多个盘区1，在各个盘区划分成3~6个连续采场2，在盘区1边缘划出一个盘区间柱3，垂直方向上布置有盘区顶柱4和盘区底柱5，盘区底柱5的侧面为斜面。沿脉巷道8布置在采场的两侧，沿脉巷道8的侧边布设有溜井14和人行通风天井13；所述的盘区顶柱4内设有充填巷道15；在沿脉巷道8之间的设有穿脉巷道9、出矿巷道10、拉底巷道16，穿脉巷道9位于盘区间柱3底部，出矿巷道10位于盘区底柱5内；拉底巷道16位于盘区底柱5之间，拉底巷道16采用中深孔爆破、切割形成拉底空间，最终形成采场堑沟11；在采场堑沟11、出矿巷道10之间设有出矿进路12。

所述盘区1长度60~100m、盘区间柱3宽度20~30m；盘区采场2数量4~6个；每个盘区采场2宽度10～18m、长度30～90m、高度40～90m；盘区顶柱4和盘区底柱5的高度分别为10~15m。采用这种参数，既有利于提高开采效率，又可保证采场安全。

盘区采场2内矿石7通过爆破落到采场堑沟11中，铲运机通过出矿巷道10，在出矿进路12中装矿，运至沿脉巷道8卸入溜井14。回采出矿完毕后，尾砂通过充填巷道15，经过管道充填至空区，形成盘区充填体6。

由图3所示的本发明适于大型地下矿山开采的嗣后充填采矿方法的生产工艺流程图并结合图1、图2看出，本发明适于大型地下矿山开采的嗣后充填采矿方法按照以下工艺流程进行：

1）将井下厚大矿段组合划分为多个盘区1；

2）在各个盘区1划分成3~6个连续采场2，在盘区1边缘划出一个盘区间柱3，垂直方向上布置有盘区顶柱4和盘区底柱5；

3）按照采准工程设计完成相应的采准工程：完成沿脉巷道8、穿脉巷道9、人行通风天井13、溜井14、出矿巷道10、出矿进路12、拉底巷道16，根据矿岩情况，进行巷道支护，保证支护质量；

4）中深孔拉底形成堑沟11：利用矿房拉底巷道16采用中深孔爆破、切割形成拉底空间，最终形成采场堑沟11；

5）盘区采场2回采落矿：采用凿岩爆破爆落矿石7，自重落于堑沟11；

6）利用底部结构将矿石7铲运至溜井14卸矿：在出矿进路12中通过井下铲运机铲装堑沟11中将爆落矿石7倒入溜井14；

7）盘区采场2回采出矿完毕：重复5）、6）工序，利用遥控铲运机解决残矿的装运问题，直至盘区采场2出矿完毕；

8）盘区采场2尾砂胶结充填、达到设计强度：对盘区采场2通道封闭，封闭墙强度满足设计要求后，通过充填巷道15对盘区采场2实施尾砂胶结充填，形成盘区充填体6，保证充填接顶效果；

9）回采相邻盘区1内采场2：对已经开采完毕的盘区采场2进行尾砂胶结充填、达到设计强度，重复4）、5）、6）、7）工序，回采相邻盘区采场2；

10）相邻盘区采场2尾砂充填：采用尾砂充填对相邻盘区采场2进行充填；

11）布置盘区间柱3采准工程：根据工程地质及井下矿岩稳定情况，进行盘区间柱3回收设计，布置相应采准工程；

12）部分回收盘区间柱3：根据设计及工程状况，采用浅孔或中深孔回收盘区间柱3中部分矿石资源，至回收结束；

13）盘区间柱3充填：封闭相关通道，对盘区间柱3回收后留下的空间进行充填，消除采空区。

Claims

1.一种适于大型地下矿山开采的嗣后充填采矿方法，其特征在于按照以下工艺流程进行：

1）将井下厚大矿段组合划分为多个盘区（1）；

2）在各个盘区（1）划分成3~6个连续采场（2），在盘区（1）边缘划出一个盘区间柱（3），垂直方向上布置有盘区顶柱（4）和盘区底柱（5）；

3）按照采准工程设计完成相应的采准工程：完成沿脉巷道（8）、穿脉巷道（9）、人行通风天井（13）、溜井（14）、出矿巷道（10）、出矿进路（12）、拉底巷道（16），根据矿岩情况，进行巷道支护，保证支护质量；

4）中深孔拉底形成堑沟（11）：利用矿房拉底巷道（16）采用中深孔爆破、切割形成拉底空间，最终形成采场堑沟（11）；

5）盘区采场（2）回采落矿：采用凿岩爆破爆落矿石（7），自重落于采场堑沟（11）；

6）利用底部结构将矿石（7）铲运至溜井（14）卸矿：在出矿进路（12）中通过井下铲运机铲装堑沟（11）中将爆落矿石（7）倒入溜井（14）；

7）盘区采场（2）回采出矿完毕：重复5）、6）工序，利用遥控铲运机解决残矿的装运问题，直至盘区采场（2）出矿完毕；

8）盘区采场（2）尾砂胶结充填、达到设计强度：对盘区采场（2）通道封闭，封闭墙强度满足设计要求后，通过充填巷道（15）对盘区采场（2）实施尾砂胶结充填，形成盘区充填体（6），保证充填接顶效果；

9）回采相邻盘区（1）内采场（2）：对已经开采完毕的盘区采场（2）进行尾砂胶结充填、达到设计强度，重复4）、5）、6）、7）工序，回采相邻盘区采场（2）；

10）相邻盘区采场（2）尾砂充填：采用尾砂充填对相邻盘区采场（2）进行充填；

11）布置盘区间柱（3）采准工程：根据工程地质及井下矿岩稳定情况，进行盘区间柱（3）回收设计，布置相应采准工程；

12）部分回收盘区间柱（3）：根据设计及工程状况，采用浅孔或中深孔回收盘区间柱（3）中部分矿石资源，至回收结束；

13）盘区间柱（3）充填：封闭相关通道，对盘区间柱（3）回收后留下的空间进行充填，消除采空区。

2.如权利要求1所述的适于大型地下矿山开采的嗣后充填采矿方法，其特征在于：所述盘区（1）长度60~100m、盘区间柱（3）宽度20~30m；盘区采场（2）数量4~6个；每个盘区采场（2）宽度10～18m、长度30～90m、高度40～90m；盘区顶柱（4）和盘区底柱（5）的高度分别为10~15m。

3.如权利要求1或2所述的适于大型地下矿山开采的嗣后充填采矿方法的采场结构，其特征在于：上述一个盘区（1）内的采场（2）数量为4~5个。

4.如权利要求3所述的适于大型地下矿山开采的嗣后充填采矿方法的采场结构，其特征在于：所述盘区所处矿段矿体和围岩坚固稳定、完整性好，完整性系数不小于0.8，抗压强度不小于80MPa。