CN104727820B - 一种两步骤分段空场嗣后充填采矿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种两步骤分段空场嗣后充填采矿方法。所述采矿方法包括如下步骤：1）将矿体沿走向划分为矿块，将矿块划分为间柱与矿房，并进行间柱采准切割和矿房采准切割；2）回采间柱，嗣后高强度胶结充填；3）回采矿房，嗣后废石或尾砂充填。本发明综合了平底结构的分段空场嗣后充填法和应用于厚大矿体的常规两步骤充填采矿法的优点，有效地解决了倾斜、急倾斜中厚矿体开采过程产能、充填及安全等问题。
Description
技术领域
本发明属于矿山开采工程技术领域，是一种适用于倾斜、急倾斜中厚矿体，且矿石价值较高的两步骤分段空场嗣后充填采矿方法。
背景技术
我国西藏自治区某锑矿，矿体平均倾角53°，平均厚度13m，矿体上盘围岩主要为（锑矿化）火山凝灰岩、泥质粉砂岩，下盘围岩主要为（锑矿化）火山凝灰岩、灰岩，围岩较为坚硬，但部分地段节理裂隙较为发育，稳固性中等。这种金属矿石价值较高，平均每吨原矿石价值人民币1500元，因此考虑采用充填法回采。
针对该矿情况，常规的充填采矿方法有机械化上向水平分层充填法、常规分段空场嗣后充填法与两步骤充填采矿法。
机械化上向水平分层充填法存在以下缺点：（1）回采工作使用自行设备（凿岩台车、铲运机），要求开掘斜坡道，采切工程量较大；（2）采用浅孔凿岩，效率低，回采过程随采随充，生产能力低；（3）整体胶结充填强度大，工艺复杂，充填成本较高；（4）工人在采场顶板暴露下作业，安全可靠性较低。
常规的分段空场嗣后充填采矿方法不采间柱，留6~8m顶柱和6~8m底柱，主要缺点损失贫化严重，矿石回收率低。针对厚大矿体，存在一种两步骤的充填采矿法，该方法根据矿体厚度将矿体分为尺寸相似的矿房矿柱，先回采矿柱，然后充填，再回采矿房。该方法损失贫化小，回收率高，但整体胶结充填强度大工艺复杂，充填成本较高，而且只适用于厚大矿体，中厚矿体无法使用。
发明内容
本发明旨在提供一种适用于矿岩中等及以上稳固及倾斜、急倾斜中厚矿体的两步骤分段空场嗣后充填采矿方法，该方法综合了平底结构的分段空场嗣后充填法和应用于厚大矿体的常规两步骤充填采矿法的优点，可有效解决倾斜、急倾斜中厚矿体开采过程产能、充填及安全等问题。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种两步骤分段空场嗣后充填采矿方法，其特点在于，包括如下步骤：
1）将矿体沿走向划分为矿块，将矿块划分为间柱与矿房，并进行间柱采准切割和矿房采准切割；
2）回采间柱，嗣后高强度胶结充填；
3）回采矿房，嗣后废石或尾砂充填。
本发明的主要特点是分两步骤进行回采，先采间柱，再采矿房，而常规的分段空场嗣后充填法是先采矿房，不采或部分回采间柱，矿石浪费严重。
以下为本发明的进一步改进的技术方案：
优选地，步骤1）中，所述间柱采准切割包括从脉外布置开拓运输平巷，通过联络巷在下盘沿矿体的倾斜方向掘进与回风巷中段连通的人行通风天井，通过人行通风天井在各分段垂直矿体走向的间柱中央掘进间柱分段凿岩巷道，再沿矿体顶板分界线向上掘进间柱切割天井。
优选地，步骤1）中，所述矿房采准切割包括在运输中段垂直矿体走向按10m~12m间距掘进矿房出矿进路和本分段凿岩巷道，在各分段底部，先从人行通风天井在间柱胶结充填体内沿矿体走向掘进联络道至矿房，再沿矿体走向在矿体底板分界线掘进矿房分段凿岩巷道，最后在矿房中间沿矿体底板分界线向上掘进矿房切割天井。
进一步地，步骤2）中的间柱回采包括如下步骤：首先进行凿岩爆破，间柱由顶板向底板方向后退式回采，在采准工程完成以后，在凿岩平巷内以间柱切割天井为自由面进行爆破落矿，崩下的矿石通过出矿进路运出采场；间柱回采完成后，采用充填料对间柱进行充填。
进一步地，步骤3）的中的矿房回采包括如下步骤：首先进行凿岩爆破，矿房由中间向两边回采，在间柱采完胶结充填体达到规定强度并在矿房采准切割工程完成以后，在凿岩平巷内以矿房切割天井为自由面进行爆破落矿，崩下的矿石通过出矿进路运出采场；矿房回采完成后，采用充填料对第一分段进行充填以形成人工假底，使下一中段不留顶柱，矿房其他分段采用废石或全尾砂充填。
为了保证安全，在间柱回采或矿房回采过程中，保持采场通风，新鲜风通过人行通风天井、间柱分段凿岩巷道或矿房分段凿岩巷道进入工作面，冲刷采场工作面后，污风经人行通风天井排入上中段回风平巷排出。
优选地，所述回采间柱和回采矿房均采用分段空场采矿法回采。
所述矿块的长度为50m~60m，宽度为矿体水平厚度。
优选地，所述矿块划分为间柱与矿房时不留顶柱和底柱，且间柱宽度为10~12m，矿房宽度为40~50m，分段高度10~13m。
优选地，所述充填料的灰砂比为1：3-5。
综上，本发明的充填采矿方法综合了平底结构的分段空场嗣后充填法和应用于厚大矿体的常规两步骤充填采矿法的优点，有效地解决了倾斜、急倾斜中厚矿体开采过程产能、充填及安全等问题。将矿体沿走向划分为50~60m的矿块，将矿块划分为间柱与矿房，分两步骤回采，第一步回采间柱，采用分段空场采矿法回采，嗣后高强度胶结充填，第二步骤采用分段空场采矿法回采矿房嗣后废石或尾砂充填。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：解决了机械化上向水平分层充填采矿法存在的效率、成本、安全以及常规分段空场嗣后充填法损失贫化大等问题，成功将两步骤充填法应用于中厚矿体回采，具体而言：
（1）采用平底结构，简化了底部结构，减少了底柱损失，同时崩下的矿石由铲运机从出矿进路铲运出采场，无需上到各分段，取消了斜坡道，减少采切了工程量；
（2）分段空场法采用YG-90型凿岩机配TJ25型圆盘台架打上向扇形中深孔，每次崩矿爆多排炮孔，凿岩落矿效率高；
（3）采用嗣后充填，采矿充填互不影响，工艺简单；
（4）仅第一分段及间柱采用高标号的胶结充填工艺，其余采用尾砂或废石充填，充填成本较低；
（5）工人在凿岩巷道内作业，安全可靠性强。
采用本发明对矿体进行回采的主要技术经济指标：生产能力：200～300t/d，贫化率：9%～11%，损失率：7%～9%，采切比：5.23m/kt、29.21m3/kt。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。
附图说明
图1是本发明一种实施例的剖面主视图（图3的I-I剖面图）；
图2是图1的Ⅱ-Ⅱ剖面图；
图3是图1的Ⅲ-Ⅲ剖面图；
图4是图1的Ⅳ-Ⅳ剖面图。
在图中
1-运输平巷；2-出矿进路；3-人行通风天井；4-矿房切割天井；5-矿房分段凿岩巷道； 6-间柱分段凿岩巷道；7-间柱切割天井； 8-矿房充填巷道； 9-间柱充填巷道。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例对本发明进一步详细说明。
我国西藏自治区某锑矿，矿体平均倾角为53°，平均厚度13m，矿体上盘围岩主要为（锑矿化）火山凝灰岩、泥质粉砂岩，下盘围岩主要为（锑矿化）火山凝灰岩、灰岩，围岩较为坚硬，但部分地段节理裂隙较为发育，稳固性中等。使用本发明所述的采矿方法开采此矿体，结合图1、图2、图3、图4说明具体实施方式如下：
1
、矿块布置及构成要素
矿块沿走向布置，长50m，宽为矿体水平厚度，中段高50m。不留顶柱，不留底柱，间柱10m，矿房40m，分段高度12.5m。
2
、采准、切割
间柱采准切割：采用脉外布置，从脉外布置的开拓运输平巷1，通过联络巷在下盘沿矿体倾斜方向掘进人行通风天井3与回风巷中段相连通，通过人行通风天井3在各分段垂直于矿体走向在间柱中央掘进间柱分段凿岩巷道6，沿矿体顶板分界线向上掘进间柱切割天井7。
矿房采准切割：在运输中段垂直矿体走向按8~10m间距掘进矿房出矿进路2，与本矿房分段凿岩巷道5相连通，在各分段，先从行人通风天井3在间柱胶结充填体内沿矿体走向掘联络道至矿房，再沿矿体走向在矿体底板分界线掘进矿房分段凿岩巷道5。在矿房中间沿矿体底板分界线向上掘进矿房切割天井4。
3
回采工艺
a）间柱回采工艺
凿岩爆破：间柱由顶板向底板方向后退式回采，在采准工程完成以后，在间柱分段凿岩巷道5上以切割天井7为自由面进行爆破落矿，采用YGZ-90型凿岩机配TJ25型圆盘台架打上向扇形中深孔，每次崩矿爆多排炮孔，崩下的矿石通过铲运机由出矿进路2铲运出采场。
间柱充填：间柱回采完成后，采用1：4高标号充填料对间柱进行充填。
采场通风：新鲜风可通过人行通风天井3凿岩巷道进入工作面，冲刷采场工作面后，污风经人行通风天井3排入上中段回风平巷，用局扇加强通风，型号为JK58-1No4（5.5kW）/ JK55-2No4.5（11kW）型局扇。
b）矿房回采工艺
凿岩爆破：矿房由中间向两边回采，待间柱回采完成胶结体达到强度以后，在矿房分段凿岩平巷5上以切割天井4为自由面进行爆破落矿，采用YGZ-90型凿岩机配TJ25型圆盘台架打上向扇形中深孔，每次崩矿爆多排炮孔，崩下的矿石通过铲运机由出矿进路2铲运出采场。
充填：矿房回采完成后，采用1：4高标号充填料对第一分段进行充填，以形成高强度人工假底，从而使下一中段采场不留顶柱，以减少损失，矿房其他分段采用废石或全尾砂充填。
采场通风：新鲜风可通过人行通风天井3凿岩巷道进入工作面，冲刷采场工作面后，污风经人行通风天井3排入上中段回风平巷，用局扇加强通风，型号为JK58-1No4（5.5kW）/ JK55-2No4.5（11kW）型局扇。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。
Claims (9)
1.一种两步骤分段空场嗣后充填采矿方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将矿体沿走向划分为矿块，将矿块划分为间柱与矿房，并进行间柱采准切割和矿房采准切割；
2）回采间柱，嗣后高强度胶结充填；
3）回采矿房，嗣后废石或尾砂充填；
其中，步骤3）矿房回采包括如下步骤：
首先进行凿岩爆破，矿房由中间向两边回采，在间柱采完胶结充填体达到规定强度并在矿房采准切割工程完成以后，在凿岩平巷内以矿房切割天井（4）为自由面进行爆破落矿，崩下的矿石通过出矿进路（2）运出采场；
矿房回采完成后，采用充填料对第一分段进行充填以形成人工假底，使下一中段不留顶柱，矿房其他分段采用废石或全尾砂充填。
2.根据权利要求1所述的两步骤分段空场嗣后充填采矿方法，其特征在于，步骤1）中，所述间柱采准切割包括从脉外布置开拓运输平巷（1），通过联络巷在下盘沿矿体的倾斜方向掘进与回风巷中段连通的人行通风天井（3），通过人行通风天井（3）在各分段垂直矿体走向的间柱中央掘进间柱分段凿岩巷道（6），再沿矿体顶板分界线向上掘进间柱切割天井（7）。
3.根据权利要求1所述的两步骤分段空场嗣后充填采矿方法，其特征在于，步骤1）中，所述矿房采准切割包括在运输中段垂直矿体走向按10m~12m间距掘进矿房出矿进路（2）和本分段凿岩巷道（5），在各分段底部，先从人行通风天井（3）在间柱胶结充填体内沿矿体走向掘进联络道至矿房，再沿矿体走向在矿体底板分界线掘进矿房分段凿岩巷道（5），最后在矿房中间沿矿体底板分界线向上掘进矿房切割天井（4）。
4.根据权利要求1所述的两步骤分段空场嗣后充填采矿方法，其特征在于，步骤2）中的间柱回采包括如下步骤：
首先进行凿岩爆破，间柱由顶板向底板方向后退式回采，在采准工程完成以后，在凿岩平巷内以间柱切割天井（7）为自由面进行爆破落矿，崩下的矿石通过出矿进路（2）运出采场；
间柱回采完成后，采用灰砂比为1：3-5的充填料对间柱进行充填。
5.根据权利要求4所述的两步骤分段空场嗣后充填采矿方法，其特征在于，在间柱回采或矿房回采过程中，保持采场通风，新鲜风通过人行通风天井（3）、间柱分段凿岩巷道（6）或矿房分段凿岩巷道（5）进入工作面，冲刷采场工作面后，污风经人行通风天井（3）排入上中段回风平巷排出。
6.根据权利要求1至4之一所述的两步骤分段空场嗣后充填采矿方法，其特征在于，所述回采间柱和回采矿房均采用分段空场采矿法回采。
7.根据权利要求1至4之一所述的两步骤分段空场嗣后充填采矿方法，其特征在于，所述矿块的长度为50m~60m，宽度为矿体水平厚度。
8.根据权利要求1至4之一所述的两步骤分段空场嗣后充填采矿方法，其特征在于，所述矿块划分为间柱与矿房时不留顶柱和底柱，且间柱宽度为10~12m，矿房宽度为40~50m，分段高度10~13m。
9.根据权利要求1所述的两步骤分段空场嗣后充填采矿方法，其特征在于，所述充填料的灰砂比为1：3-5。
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