CN108708725B - 一种安全高效的缓倾斜矿体采矿法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于采矿技术领域，具体涉及一种安全高效的缓倾斜矿体采矿法，包括：(1)对空场房柱法采场的采空区进行填充形成胶结尾砂填充体；(2)对采空区内的矿柱进行回采，在回采过程中，首先回采上一排的间柱，待上一排的间柱回采完毕后，在胶结尾砂填充体的保护下斜向掘进至斜向位置的下一排相邻矿柱，直至回采到采场最下部的一排矿柱；(3)采空区内矿柱全部回采完毕后，一次性的充填上山及矿柱采空区的未填充部分；(4)从中段运输巷道迎头后退回采顶柱和底柱；本发明采用斜向掘进的方式对处于斜向位置的下一排矿柱进行回采，如此，避免了对与底柱相邻的采空区的多次回填，确保了与底柱相邻的充填区的强度，确保了底柱回采时的安全。
Description
技术领域
本发明属于采矿技术领域，具体涉及一种安全高效的缓倾斜矿体采矿法。
背景技术
采矿是自地壳内和地表开采矿产资源的技术和科学，广义的采矿还包括煤和石油的开采。所谓的采矿方法，就是指从矿块(或采区)中采出矿石的方法。它包括采准、切割和回采等三项工作。采准工作是按照矿块构成要素的尺寸来布置的，为矿块回采解决行人、运搬矿石、运送设备材料、通风及通信等问题；切割则为回采创造必要的自由面和落矿空间；等这两项工作完成后，再直接进行大面积的回采。这三项工作都是在一定的时间与空间内进行的，把这三项工作联系起来，并依次在时间与空间上作有机配合，这一工作总称为采矿方法。
为了加大矿产资源的回采率，需要对原采矿过程中预留的保安矿柱进行回采，按照目前的做法，矿柱回采前，一般采用崩落法充填采空区或者用充填法充填采空区。崩落法充填采空区的缺点是会对地表造成一定的破坏或者造成一定的岩石移动；而空场房柱法预留的矿柱，因其所处环境为采空区，顶板压力大，矿柱回采安全隐患大，因此如果采用普通的充填采矿法实施回采将非常困难。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种缓倾斜矿体的采矿法，以对空场房柱法预留的矿柱实施安全、高效和低成本回采。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种安全高效的缓倾斜矿体采矿法，包括以下步骤：
(1)采用胶结尾砂对空场房柱法采场的采空区进行填充形成胶结尾砂填充体，所述胶结尾砂中的灰砂比为(1:4)～(1:8)；
(2)以自上而下退采的方式对采空区内的矿柱进行回采，直至回采到采场最下部的一排矿柱；
在回采过程中，首先回采上一排的间柱，待上一排的间柱回采完毕后，在胶结尾砂填充体的保护下斜向掘进至斜向位置的下一排相邻矿柱，将回采第一排矿柱和第二排矿柱所掘尾砂及废石运出采场外，斜向回采其他矿柱所掘尾砂及废石回填至相邻上排矿柱回采时所产生的采空区内；
(3)采空区内矿柱全部回采完毕后，一次性的充填上山及矿柱采空区的未填充部分；
(4)当整个中段采空区的矿柱及间柱全部回采完毕后，留下必要的通风巷道，视安全情况，从中段运输巷道迎头后退回采顶柱和底柱，顶柱和底柱回采采用进路充填采矿法，间隔回采接顶充填。
作为优选的，所述的步骤(1)中，接近顶柱和底柱的区域范围内，胶结尾砂充填的灰砂比为1：3，其他区域充填的灰砂比为1：7。
作为优选的，所述的步骤(1)中，在利用胶结尾砂对采空区进行填充前，利用土工布将间柱和矿柱进行包覆固定。
作为优选的，所述的步骤(2)中，在完成与底柱相邻的矿柱的回采后，对该斜向采空区进行密实接顶充填，接着对与底柱相邻的间柱进行回采。
作为优选的，相邻间柱之间用充填挡墙进行封闭严实。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、本发明提供的缓倾斜矿体采矿法，在回采过程中，采用斜向掘进的方式对处于斜向位置的下一排矿柱进行回采，如此，避免了对与底柱相邻的采空区的多次回填，确保了与底柱相邻的充填区的强度，确保了底柱回采时的安全；
2、对原来已回采结束的空场房柱法采场的顶柱、底柱以及间柱和矿柱之间的采空区，将充填管路一次性架设完毕，充填挡墙一次性封堵完毕，可以分次充填，直至全部充填完毕，大大的减少了充填的循环环节，提高了充填的效率；
3、本发明中，采用斜向掘进的方式在胶结尾砂填充体中进行掘进，形成的斜向采空区利于再次充填时充填料的充入，方便了充填。
4、本发明中，矿柱回采时，除了第一排矿柱所掘进的尾砂及废石需要运出场外，回采后续的矿柱及间柱所产生的尾砂及废石可直接作为上一排矿柱采空区的填料，降低了采矿直接的作业成本。
附图说明
图1、2为本发明中采空区全填充后，自上而下开始回采间柱及矿柱时的平面示意图；
图3为图1中A-A剖面图；
图中标号说明：10-胶结尾砂填充体，11-充填挡墙，20-矿柱，30-间柱，40-上山，50-顶柱，60-底柱，70-充填体。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图，进一步阐明本发明。
结合图1、2、3所示，本发明提供了一种安全高效的缓倾斜矿体采矿法，包括以下步骤：
(1)采用胶结尾砂对空场房柱法采场的采空区进行填充形成胶结尾砂填充体10，所述胶结尾砂中的灰砂比为(1:4)～(1:8)；
(2)以自上而下退采的方式对采空区内的矿柱20进行回采，直至回采到采场最下部的一排矿柱20；
在回采过程中，首先回采上一排的间柱30，待上一排的间柱30回采完毕后，在胶结尾砂填充体10的保护下斜向掘进至斜向位置的下一排相邻矿柱20，将回采第一排矿柱20和第二排矿柱20所掘尾砂及废石运出采场外，斜向回采其他矿柱20所掘尾砂及废石回填至相邻上排矿柱20回采时所产生的采空区内；
(3)采空区内矿柱20全部回采完毕后，一次性的充填上山40及矿柱20采空区的未填充部分；
(4)当整个中段采空区的矿柱20及间柱30全部回采完毕后，留下必要的通风巷道，视安全情况，从中段运输巷道迎头后退回采顶柱50和底柱60，顶柱50和底柱60回采采用进路充填采矿法，间隔回采接顶充填。
本发明中，先对原空场房柱法采场进行充填，利用胶结尾砂形成胶结尾砂填充体10，采空区全充填为密实接顶充填和分布充填，并以此作为后续矿柱20和间柱30回采时的支撑结构，确保矿柱20及间柱30回采时的安全。
结合图2所示的，回采第一排的间柱30a,然后水平掘进将该第一排的矿柱20a一同回采完成，然后在胶结尾砂填充体10的保护下斜向掘进至斜向位置的下一排相邻矿柱20b，上述掘进所产生的尾砂及废石运出采场外；接着回采第二排的间柱30b，并继续斜向掘进至斜向位置的下一排相邻矿柱20c，并将上述掘进所产生的尾砂及废石充填到第一排回采时产生的采空区内形成新的充填体70；如此直到回采靠近底柱60的矿柱20d，然后回采靠近底柱60的间柱30c，如此，确保了与底柱60靠近的原空场房柱法采空区胶结尾砂填充体10不受破坏，进一步的确保了底柱60回采时的安全。
进一步的，根据本发明，所述的步骤(1)中，接近顶柱50和底柱60的区域范围内，胶结尾砂充填的灰砂比为1：3，其他区域充填的灰砂比为1：7。
进一步的，根据本发明，为了防止充填料的泄露，所述的步骤(1)中，在利用胶结尾砂对采空区进行填充前，利用土工布将间柱30和矿柱20进行包覆固定。
进一步的，根据本发明，所述的步骤(2)中，在完成与底柱60相邻的矿柱20的回采后，对该斜向采空区进行密实接顶充填，接着对与底柱60相邻的间柱30进行回采。
进一步的，根据本发明，相邻间柱30之间用充填挡墙11进行封闭严实。
本发明中，除了第一排矿柱20及间柱30回采时产生的尾砂及废石需要运出采场外，其余矿柱20及间柱30回采时产生的尾砂及沸石均可以就近作为充填料进行填充，提高了采矿的效率。
本发明所述的一次性充填是指整个过程中只有充填工序，没有其他工序，一次性充填也不是不间断的连续充填，而是充填一定量的充填体是，暂时不充填，等待充填体泄水，泄水后，再进行充填，如此循环，直至充填结束。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种安全高效的缓倾斜矿体采矿法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）采用胶结尾砂对空场房柱法采场的采空区进行填充形成胶结尾砂填充体（10），所述胶结尾砂中的灰砂比为（1:4）~（1:8）；
（2）以自上而下退采的方式对采空区内的矿柱（20）进行回采，直至回采到采场最下部的一排矿柱（20）；
在回采过程中，首先回采上一排的间柱（30），待上一排的间柱（30）回采完毕后，在胶结尾砂填充体（10）的保护下斜向掘进至斜向位置的下一排相邻矿柱（20），将回采第一排矿柱（20）和第二排矿柱（20）所掘尾砂及废石运出采场外，斜向回采其他矿柱（20）所掘尾砂及废石回填至相邻上排矿柱（20）回采时所产生的采空区内；
（3）采空区内矿柱（20）全部回采完毕后，一次性的充填上山（40）及矿柱（20）采空区的未填充部分；
（4）当整个中段采空区的矿柱（20）及间柱（30）全部回采完毕后，留下必要的通风巷道，视安全情况，从中段运输巷道迎头后退回采顶柱（50）和底柱（60），顶柱（50）和底柱（60）回采采用进路充填采矿法，间隔回采接顶充填；
所述的步骤（1）中，在利用胶结尾砂对采空区进行填充前，利用土工布将间柱（30）和矿柱（20）进行包覆固定；
所述的步骤（2）中，在完成与底柱（60）相邻的矿柱（20）的回采后，对该矿柱（20）回采后形成的斜向采空区进行密实接顶充填，接着对与底柱（60）相邻的间柱（30）进行回采。
2.根据权利要求1所述的安全高效的缓倾斜矿体采矿法，其特征在于：所述的步骤（1）中，接近顶柱（50）和底柱（60）的区域范围内，胶结尾砂充填的灰砂比为1：3，其他区域充填的灰砂比为1：7。
3.根据权利要求1所述的安全高效的缓倾斜矿体采矿法，其特征在于：相邻间柱（30）之间用充填挡墙（11）进行封闭严实。
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