CN103291302A - 无底柱充填法采矿法 - Google Patents

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王宏喜
余剑
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Abstract

本发明公开了采准过程中发现民采空区后对其进行采矿的一种方法，其具体步骤是：（1）测绘出精确的民采空区图纸；（2）进行不等间距和不同方向巷道施工；（3）对下部与空区贯通的巷道用工字钢和槽钢进行封闭；（4）在上部与空区贯通的巷道采用废石对下部空区进行充填；（5）在空区充填完成后，对空区顶板岩层进行全面检查与处理；（6）在支护完成以后，对周边巷进行中深孔施工；（7）回采。本发明采矿法既能对民采空区矿石进行安全回采，最大限度回采空区矿石，延长矿井服务年限，同时又能对民采空区进行安全处理，消除在矿石回采中的安全隐患。

Description

无底柱充填法采矿法
技术领域
本发明属于冶金矿山采空区的处理与回采领域，尤其是涉及民采空区的处理及安全回采。
背景技术
目前国内大多数矿山的民采空区处理大多采用空场、封堵等比较单一的采矿方法，这样在开采过程中，由于空区不规则形状使应力分布过于集中，容易出现地压活动，给矿石回采工作带来很大难度，同时造成矿石资源大量丢失。故根据现有的采矿方法无法对民采空区进行安全有效回采及安全处理。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种采矿法，它既能对民采空区矿石进行安全回采，最大限度回采空区矿石，延长矿井服务年限，同时又能对民采空区进行安全处理，消除在矿石回采中的安全隐患。
本发明是在采准过程中发现民采空区后，对其进行采矿的一种方法，其具体步骤是：
（1）对民采空区进行测量，测绘出精确的民采空区图纸；
（2）根据实测的空区立体图和空区上下分布以及空区周边矿石情况，进行不等间距和不同方向巷道施工，达到控制矿石的目的；
（3）对下部与空区贯通的巷道用工字钢和槽钢进行封闭；
（4）在上部与空区贯通的巷道采用废石对下部空区进行充填，充填的废石既作为下分层的覆盖层，又可以作为本分层的支撑巷道，减少和避免地压情况出现，同时作为设备行走的采准出矿平台；
（5）在空区充填完成后，对空区顶板岩层进行全面检查与处理，从而形成良好的安全生产作业条件；
（6）在支护完成以后，对周边巷进行中深孔施工，中深孔设计采用束状深孔与扇形孔相结合的方式；
（7）回采：根据采准布置情况和空区封堵情况以及矿体上下分层对应情况，对民采空区的回采顺序第一阶段采用自西北向东南进行，当第一阶段回采到空区中心时，采用以空区为中心点进行正反即南北方向同时进行爆破拉槽、回采矿石，达到了安全回采目的。
本发明无底柱充填采矿方法的优点是：1、能部分克服目前国内民采空区处理方法的不足，而且能对民采空区矿石进行安全回采，最大限度回采空区矿石，延长矿井服务年限。2、由于对空区进行了回采，完全杜绝了安全隐患，安全效果十分显著。
附图说明
图1为矿山-32米采准布置图；
图2为矿山-19.5米采准布置图；
图3为使用本发明方法在矿山-19.5米的中深孔设计图。
具体实施方式
我们在采准过程中发现民采空区后，利用测量设备对空区进行测量，掌握空区立体形状。根据民采空区的特点，经过多次现场研究讨论分析论证，要求回采空区残留矿既要保证安全，减少或避免地压显现；又要充分地回收资源，达到资源利用率80%以上。因此，首先，根据空区上下分布情况以及空区周边情况因地制宜，采用不等间距不同方向布置采准巷道，做到既揭露空区，又用巷道控制空区的矿石；其次，对下部空区与巷道贯通处用工字钢和槽钢进行封闭；第三，在上部与空区贯通的巷道用废石对下部空区进行充填；第四，对空区顶板岩层结构不好的进行多形式的联合支护达到安全条件；第五，在创造好以上安全条件后，在空区内采用束状深孔与扇形中深孔相结合的方式进行中深孔布置，达到有效控制回采矿石的目的；第六，研究确定回采方案。以上即为采用无底柱充填采矿方法处理民采空区。
下面对本发明采矿法做进一步详细地描述：1、要求测量组对民采空区进行测量，从而获得更精确的民采空区图纸，为下一步采准设计和回采方案获得第一手地质资料。2、根据实测的空区立体图和空区上下分布以及空区周边矿石情况，进行不等间距和不同方向巷道施工，达到控制矿石的目的（如图1为-32米采准布置图；图2为-19.5米采准布置图）。3、对下部与空区贯通的巷道用工字钢和槽钢进行封闭，一方面防止空区顶板垮落对下部伤害，另一方面使充填物有效充填空区。4、在上部与空区贯通的巷道用采掘过程带来的废石对下部空区进行充填，充填的废石既作为下分层的覆盖层，又可以作为本分层的支撑巷道，减少和避免地压情况出现，同时作为设备行走的采准出矿平台。5、在空区充填完成后，对空区顶板岩层进行全面检查与处理，从而形成良好的安全生产作业条件：一方面对空区顶板全面采用喷锚网联合支护顶板，形成应力拱的拱形支护，保证后道工序安全作业，另一方面根据空区面积进行等间距分布木垛子支护，木垛子为“井”字分布，即一排横放、一排竖放，每排的木垛子之间的间距为12.5米。木垛子不但起到支护作用，而且起到地压监控作用：如果木垛子发生响声，当班人员可以预警，及时采取措施，确保安全生产。同时，对白泥夹层采用钢棚或浇注混混凝土支护。6、在支护完成以后，对周边巷道较好地进行中深孔施工，为了充分地回收空区矿石，中深孔设计采用束状深孔（φ80mm）与扇形孔（φ60mm）相结合的方式，如图3所示。它既高效地回收了矿石，又保证了安全条件。7、根据采准布置情况和空区封堵情况以及矿体上下分层对应情况，对民采空区的回采顺序第一阶段采用自西北向东南进行，当第一阶段回采到空区中心时，采用以空区为中心点进行正反即南北方向同时进行爆破拉槽、回采矿石，达到了安全回采目的。
与现有技术相比，本发明的优点是：采用多种采矿方法进行组合，能充分发挥各采矿方法优势；无底柱充填采矿方法既能对民采空区矿石进行安全回采，最大限度回采空区矿石，提高了矿石回采率（达到85%），回收了大量的矿石（据统计本空区回收了17万余吨矿石），延长矿井服务年限，同时又能对民采空区进行安全处理，消除在矿石回采中的安全隐患。

Claims (4)

1.无底柱充填法采矿法，其具体步骤是：
（1）对民采空区进行测量，测绘出精确的民采空区图纸；
（2）根据实测的空区立体图和空区上下分布以及空区周边矿石情况，进行不等间距和不同方向巷道施工，达到控制矿石的目的；
（3）对下部与空区贯通的巷道用工字钢和槽钢进行封闭；
（4）在上部与空区贯通的巷道用采掘过程带来的废石对下部空区进行充填，充填的废石既作为下分层的覆盖层，又可以作为本分层的支撑巷道，减少和避免地压情况出现，同时作为设备行走的采准出矿平台； 
（5）在空区充填完成后，对空区顶板岩层进行全面检查与处理，从而形成良好的安全生产作业条件；
（6）在支护完成以后，对周边巷进行中深孔施工，中深孔设计采用束状深孔与扇形孔相结合的方式；
（7）回采：根据采准布置情况和空区封堵情况以及矿体上下分层对应情况，对民采空区的回采顺序第一阶段采用自西北向东南进行，当第一阶段回采到空区中心时，采用以空区为中心点进行正反即南北方向同时进行爆破拉槽、回采矿石，达到安全回采目的。
2.根据权利要求1所述的无底柱充填法采矿法，其特征是：步骤（5）中处理的具体程序为：一方面对空区顶板全面采用喷锚网联合支护顶板，形成应力拱的拱形支护，保证后道工序安全作业，另一方面根据空区面积进行等间距分布木垛子支护，不但起到支护作用，而且起到地压监控作用；同时，对白泥夹层采用钢棚或浇注混混凝土支护。
3.根据权利要求1所述的无底柱充填法采矿法，其特征是：步骤（5）中使用木垛子支护时，木垛子为“井”字分布，即一排横放、一排竖放，每排的木垛子之间的间距为12.5米。
4.根据权利要求1所述的无底柱充填法采矿法，其特征是：步骤（6）束状深孔的孔径为80mm，扇形孔的孔径为60mm。
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