CN107339104B - 保安隔离矿柱回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种保安隔离矿柱回收方法，包括(1)、将保安隔离矿柱在纵向上自下而上划分为Ⅱ区和Ⅰ区，第一步回采下部Ⅱ区矿体，第二步回采上部Ⅰ区矿体；(2)、Ⅱ区矿体采用两步骤分段空场嗣后充填法、分层充填法或进路充填法进行回采进行回采；(3)、Ⅰ区矿体分上、下两层进行回采；下层回采时，分一期、二期进路交错回采，第一步回采一期进路，进路空区胶结充填接顶，第二步回采二期进路，进路空区不充填；上层回采时，以下层二期进路作为凿岩出矿进路，施工上向扇形炮孔，并在端部形成切割槽，然后以切割槽为自由面和补偿空间后退式崩矿，崩落矿石由铲运机经二期进路端头铲出。本发明作业安全，矿石回收率高、损失贫化小。

Description

保安隔离矿柱回收方法
技术领域
本发明属于地下矿山开采领域，特别涉及一种保安隔离矿柱回收方法。
背景技术
在矿山生产过程中，出于不同开采技术条件、不同技术原因会留设各种不同类型的隔离保安矿柱：露采转地采或露采、地采同时进行时，须在露天坑底和地采范围之间留设保安隔离矿柱；矿石含硫高且上部曾自燃或正在自燃的矿体回采时，须在自燃范围和正常回采区域之间留设防火隔离矿柱；大水矿床或水体下矿体回采时，须在正常回采区域和水体之间留设保安隔水矿柱。上述各种类型的矿柱统称为保安隔离矿柱，其在垂直方向上通常厚达几十米，矿量十分可观。
上述保安隔离矿柱在矿山前期开采过程中不会进行回收，通常在矿山开采尾期且安全隐患解除后再进行回收。由于历经较长的回采周期，受自然风化、上下部开采扰动、地下水等多方面不利因素的影响，其开采技术条件已大大恶化。目前常用空场法或崩落法进行回采。空场法人员设备安全条件差，且矿石损失率高达40～60％；崩落法人员设备安全性好，但矿石损失率达20～30％，贫化率高达30～40％。
发明内容
本发明的目的在于提供一种回采作业安全、矿石损失贫化小的保安隔离矿柱回收方法。
本发明提供的这种保安隔离矿柱回收方法，包括如下步骤：
(1)、将保安隔离矿柱在纵向上自下而上划分为Ⅱ区和Ⅰ区分两步骤进行回采，第一步回采下部Ⅱ区矿体，第二步回采上部Ⅰ区矿体；
(2)、Ⅱ区矿体采用两步骤分段空场嗣后充填法、分层充填法或进路充填法进行回采；
(3)、Ⅰ区矿体分上、下两层进行回采；下层回采时，分一期、二期进路交错回采，第一步回采一期进路，进路空区胶结充填接顶，第二步回采二期进路，进路空区不充填；上层回采时，以下层二期进路作为凿岩出矿进路，施工上向扇形炮孔，并在端部形成切割槽，然后以切割槽为自由面和补偿空间后退式崩矿，崩落矿石由铲运机经二期进路端头铲出。
所述步骤(2)中的两步骤分段空场嗣后充填法包括如下步骤：
1)将Ⅱ区矿体沿走向划分为矿块，将矿块划分为一步骤矿房与二步骤矿柱，将一步骤矿房与二步骤矿柱均分分段进行回采，在二步骤矿柱与一步骤矿房之间的矿块底部开掘底部出矿巷道，在各矿块底部开掘出矿进路和集矿堑沟，在各一步骤矿房、二步骤矿柱顶部中央垂直矿体走向掘进充填联巷，在各二步骤矿柱分段底部垂直矿体走向的中央掘进分段凿岩巷；
2)回采一步骤矿房，采用YGZ-90钻机或凿岩台车在集矿堑沟和分段凿岩巷中施工上向扇形中深孔，崩落矿石由铲运机经底部出矿巷道、出矿进路铲出，下分段空区采用高强度充填体进行充填，以上各分段采用胶结充填体进行充填；
3)回采二步骤矿柱，采用YGZ-90钻机或凿岩台车在集矿堑沟和分段凿岩巷中施工上向扇形中深孔，崩落矿石由铲运机经底部出矿巷道、出矿进路铲出，下分段空区采用高强度充填体进行充填，以上各分段采用非胶结充填体进行充填。
为保证本发明回采时的安全，在所述步骤(1)中，在Ⅱ区矿体回采之前，采用充填体对其下部回采区域进行充填，充填要求接顶；当保安隔离矿柱上部为采空区时，在Ⅱ区矿体回采之前或同时，对采空区进行充填或崩落，形成隔离层。
在所述步骤(3)中，Ⅰ区矿体下层回采划分一期、二期进路时，结合Ⅱ区矿体回采时充填联巷布置形式及位置，将该充填联巷位置划分为一期进路。
在所述步骤(2)中，Ⅱ区矿体采空区充填时要求与Ⅰ区矿体充填接顶。
所述步骤(3)中的Ⅰ区矿体下层一期、二期进路回采时，视矿岩稳固情况采用锚杆、喷浆、挂网、锚索或联合支护方式对进路进行支护。
所述步骤(1)中的Ⅰ区矿体垂直方向上厚度为6～8m。
所述步骤(3)中Ⅰ区矿体回采时分层高度为3～4m，下层一期进路跨度3～5m，下层二期进路跨度3m。
当Ⅱ区矿体采用两步骤分段空场嗣后充填法进行回采时，采用堑沟式底部结构铲运机出矿；待Ⅰ区矿体回采完毕后，在底部出矿巷道中施工扇形中深孔，后退式崩矿，铲运机自出矿巷端部出矿，回收堑沟式底部结构。
当所述步骤(2)中Ⅱ区矿体的垂直高度上厚度较小或矿岩稳固性较差时，采用分层充填法或进路充填法进行回采
与现有采矿方法和技术相比，本发明具有以下优势：
1、将保安隔离矿柱在纵向上划分为Ⅱ区和Ⅰ区分两步骤进行回采，先利用特定的充填法回采Ⅱ区矿体，人员都在巷道中凿岩作业，安全性好；再对Ⅰ区矿体进行分层、分期进路回采，以下层二期进路作为凿岩出矿进路并施工上向扇形炮孔，人机都不在空场内作业，能够保证人员的安全。
2、将矿体划分成连续的回采区以及连续分层，对各区及各层均采取边采边充填的方式对矿体进行回收，不仅能更大限度的回收国家的有用资源，使矿石损失率较常规空场法有大幅度提升，同时贫化率较崩落法显著降低，提高开采效率的同时保证矿体回收的安全生产。
本发明作业安全，矿石回收率高、损失贫化小，能够最大限度地实现保安隔离矿柱安全经济高效回收，特别适用于矿石品位高、经济价值好的保安隔离矿柱回收。
附图说明
图1为本发明Ⅱ区矿体回采结构示意图。
图2为本发明Ⅰ区矿体下层回采结构示意图。
图3为图2A-A处结构示意图。
图4为本发明Ⅰ区矿体上层回采结构示意图。
图5为图4B-B处结构示意图。
图6为本发明Ⅱ区矿体平底出矿结构回采结构示意图。
图中示出的标记及所对应的构件名称为：1、底部出矿巷道；2、出矿进路；3、集矿堑沟；4、三角矿柱；5、充填体；6、高强度充填体；7、非胶结充填体；8、隔离层；9、充填联巷；10、胶结充填体；11、扇形中深孔；12、分段凿岩巷；13、一期进路；14、二期进路；15、扇形炮孔；16、崩落矿石。
具体实施方式
从图1至图6可以看出，本发明这种保安隔离矿柱回收方法，包括如下步骤：
(1)、将保安隔离矿柱在纵向上自下而上划分为Ⅱ区和Ⅰ区分两步骤进行回采，第一步回采下部Ⅱ区矿体，第二步回采上部Ⅰ区矿体；
(2)、Ⅱ区矿体采用两步骤分段空场嗣后充填法、分层充填法或进路充填法进行回采；
(3)、Ⅰ区矿体分上、下两层进行回采；下层回采时，分一期、二期进路交错回采，第一步回采一期进路13，进路空区胶结充填接顶，第二步回采二期进路14，进路空区不充填；上层回采时，以下层二期进路14作为凿岩出矿进路，施工上向扇形炮孔15，并在端部形成切割槽，然后以切割槽为自由面和补偿空间后退式崩矿，崩落矿石16由铲运机经二期进路14端头铲出。
实施例一
从图1至图6可以看出，本发明这种保安隔离矿柱回收方法，包括如下步骤：
(1)、将保安隔离矿柱在纵向上自下而上划分为Ⅱ区和Ⅰ区分两步骤进行回采，Ⅰ区矿体垂直方向上厚度为6～8m；第一步回采下部Ⅱ区矿体，第二步回采上部Ⅰ区矿体；在Ⅱ区矿体回采之前，须为其回采创造安全必要条件，即采用充填体5对其下部回采区域进行充填，充填要求接顶；当保安隔离矿柱上部为采空区时，Ⅱ区矿体回采之前或同时，须为Ⅰ区矿体回采创造安全必要条件，即对采空区进行充填或崩落，形成隔离层8；
(2)、Ⅱ区矿体采用两步骤分段空场嗣后充填法进行回采，该两步骤分段空场嗣后充填法包括如下步骤：
1)将Ⅱ区矿体沿走向划分为矿块，将矿块划分为一步骤矿房与二步骤矿柱，将一步骤矿房与二步骤矿柱均分分段进行回采，在二步骤矿柱与一步骤矿房之间的矿块底部开掘底部出矿巷道1，在各矿块底部开掘出矿进路2和集矿堑沟3，在各一步骤矿房、二步骤矿柱顶部中央垂直矿体走向掘进充填联巷9，在各二步骤矿柱分段底部垂直矿体走向的中央掘进分段凿岩巷12；
2)回采一步骤矿房，采用YGZ-90钻机或凿岩台车在集矿堑沟3和分段凿岩巷12中施工上向扇形中深孔11，崩落矿石由铲运机经底部出矿巷道1、出矿进路2铲出，下分段空区采用高强度充填体6进行充填，以上各分段采用胶结充填体10进行充填，胶结充填体10需与Ⅰ区矿体充填接顶；
3)回采二步骤矿柱，采用YGZ-90钻机或凿岩台车在集矿堑沟3和分段凿岩巷12中施工上向扇形中深孔11，崩落矿石由铲运机经底部出矿巷道1、出矿进路2铲出，下分段空区采用高强度充填体6进行充填，以上各分段采用非胶结充填体7进行充填，非胶结充填体7需与Ⅰ区矿体充填接顶；
(3)、Ⅰ区矿体分上、下两层进行回采，分层高度为3～4m；
下层回采时，分一期进路13、二期进路14交错回采，进路划分时需结合Ⅱ区矿体回采时充填联巷9的布置形式及位置，将该充填联巷9的位置划分为一期进路13，其中下层一期进路13跨度3～5m，下层二期进路14跨度3m；第一步回采一期进路13，进路空区胶结充填接顶；第二步回采二期进路14，进路空区不充填；在一期进路13和二期进路14回采时，视矿岩稳固情况采用锚杆、喷浆、挂网、锚索或联合支护方式对进路进行支护；
上层回采时，以下层二期进路14作为凿岩出矿进路，施工上向扇形炮孔15，并在端部形成切割槽，然后以切割槽为自由面和补偿空间后退式崩矿，崩落矿石16由铲运机经二期进路14端头铲出。
(4)在Ⅱ区矿体各矿块底部开掘三角矿柱4，采用堑沟式底部结构铲运机出矿；待Ⅰ区矿体回采完毕后，在底部出矿巷道1中施工扇形中深孔，后退式崩矿，铲运机自出矿巷道1端部出矿，回收堑沟式底部结构。
实施例二
本发明这种保安隔离矿柱回收方法，包括如下步骤：
(1)、将保安隔离矿柱在纵向上自下而上划分为Ⅱ区和Ⅰ区分两步骤进行回采，Ⅰ区矿体垂直方向上厚度为6～8m；第一步回采下部Ⅱ区矿体，第二步回采上部Ⅰ区矿体；在Ⅱ区矿体回采之前，须为其回采创造安全必要条件，即采用充填体5对其下部回采区域进行充填，充填要求接顶；当保安隔离矿柱上部为采空区时，Ⅱ区矿体回采之前或同时，须为Ⅰ区矿体回采创造安全必要条件，即对采空区进行充填或崩落，形成隔离层8；
(2)、Ⅱ区矿体的垂直高度上厚度较小或矿岩稳固性较差，采用分层充填法或进路充填法对Ⅱ区矿体进行回采，在Ⅱ区矿体底部开掘出矿巷道；
(3)、Ⅰ区矿体分上、下两层进行回采，分层高度为3～4m；
如图2和图3所示，下层回采时，分一期进路13、二期进路14交错回采，其中下层一期进路13跨度3～5m，下层二期进路14跨度3m；第一步回采一期进路13，进路空区胶结充填接顶；第二步回采二期进路14，进路空区不充填；在一期进路13和二期进路14回采时，视矿岩稳固情况采用锚杆、喷浆、挂网、锚索或联合支护方式对进路进行支护；
如图4和图5所示，上层回采时，以下层二期进路14作为凿岩出矿进路，施工上向扇形炮孔15，并在端部形成切割槽，然后以切割槽为自由面和补偿空间后退式崩矿，崩落矿石16由铲运机经二期进路14端头铲出。
(4)待Ⅰ区矿体回采完毕后，在Ⅱ区矿体底部出矿巷道中施工扇形中深孔，后退式崩矿，铲运机自出矿巷道端部出矿。

Claims (10)

1.一种保安隔离矿柱回收方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)、将保安隔离矿柱在纵向上自下而上划分为Ⅱ区和Ⅰ区分两步骤进行回采，第一步回采下部Ⅱ区矿体，第二步回采上部Ⅰ区矿体；
(2)、Ⅱ区矿体采用两步骤分段空场嗣后充填法、分层充填法或进路充填法进行回采；
(3)、Ⅰ区矿体分上、下两层进行回采；下层回采时，分一期、二期进路交错回采，第一步回采一期进路，进路空区胶结充填接顶，第二步回采二期进路，进路空区不充填；上层回采时，以下层二期进路作为凿岩出矿进路，施工上向扇形炮孔，并在端部形成切割槽，然后以切割槽为自由面和补偿空间后退式崩矿，崩落矿石由铲运机经二期进路端头铲出。
2.根据权利要求1所述的保安隔离矿柱回收方法，其特征在于，所述步骤(2)中的两步骤分段空场嗣后充填法包括如下步骤：
1)将Ⅱ区矿体沿走向划分为矿块，将矿块划分为一步骤矿房与二步骤矿柱，将一步骤矿房与二步骤矿柱均分分段进行回采，在二步骤矿柱与一步骤矿房之间的矿块底部开掘底部出矿巷道，在各矿块底部开掘出矿进路和集矿堑沟，在各一步骤矿房、二步骤矿柱顶部中央垂直矿体走向掘进充填联巷，在各二步骤矿柱分段底部垂直矿体走向的中央掘进分段凿岩巷；
2)回采一步骤矿房，采用YGZ-90钻机或凿岩台车在集矿堑沟和分段凿岩巷中施工上向扇形中深孔，崩落矿石由铲运机经底部出矿巷道、出矿进路铲出，下分段空区采用高强度充填体进行充填，以上各分段采用胶结充填体进行充填；
3)回采二步骤矿柱，采用YGZ-90钻机或凿岩台车在集矿堑沟和分段凿岩巷中施工上向扇形中深孔，崩落矿石由铲运机经底部出矿巷道、出矿进路铲出，下分段空区采用高强度充填体进行充填，以上各分段采用非胶结充填体进行充填。
3.根据权利要求1所述的保安隔离矿柱回收方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，在Ⅱ区矿体回采之前，采用充填体对其下部回采区域进行充填，充填要求接顶；当保安隔离矿柱上部为采空区时，在Ⅱ区矿体回采之前或同时，对采空区进行充填或崩落，形成隔离层。
4.根据权利要求2所述的保安隔离矿柱回收方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，Ⅰ区矿体下层回采划分一期、二期进路时，结合Ⅱ区矿体回采时充填联巷布置形式及位置，将该充填联巷位置划分为一期进路。
5.根据权利要求1所述的保安隔离矿柱回收方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，Ⅱ区矿体采空区充填时要求与Ⅰ区矿体充填接顶。
6.根据权利要求1所述的保安隔离矿柱回收方法，其特征在于：所述步骤(3)中的Ⅰ区矿体下层一期、二期进路回采时，视矿岩稳固情况采用锚杆、喷浆、挂网、锚索或联合支护方式对进路进行支护。
7.根据权利要求1所述的保安隔离矿柱回收方法，其特征在于：所述步骤(1)中的Ⅰ区矿体垂直方向上厚度为6～8m。
8.根据权利要求7所述的保安隔离矿柱回收方法，其特征在于：所述步骤(3)中Ⅰ区矿体回采时分层高度为3～4m，下层一期进路跨度3～5m，下层二期进路跨度3m。
9.根据权利要求2所述的保安隔离矿柱回收方法，其特征在于：当Ⅱ区矿体采用两步骤分段空场嗣后充填法进行回采时，采用堑沟式底部结构铲运机出矿；待Ⅰ区矿体回采完毕后，在底部出矿巷道中施工扇形中深孔，后退式崩矿，铲运机自出矿巷端部出矿，回收堑沟式底部结构。
10.根据权利要求1所述的保安隔离矿柱回收方法，其特征在于：当所述步骤(2)中Ⅱ区矿体的垂直高度上厚度较小或矿岩稳固性较差时，采用分层充填法或进路充填法进行回采。
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