[發(fā)明專利]大量放礦同步充填無頂柱留礦采礦方法

無效

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• 申請日: 2010-05-25
• 公開（公告）號: CN101864957A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 陳慶發(fā);吳仲雄
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: E21C41/22
• 分類號: E21C41/22
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 黃永校

技術領域

本發(fā)明涉及一種金屬礦床地下開采的采礦方法，特別是一種大量放礦同步充填無頂柱留礦采礦方法。適用于開采礦石穩(wěn)固和圍巖中等穩(wěn)固、礦石不結塊不自燃、圍巖不允許大規(guī)模移動、地表不允許沉陷的急傾斜薄至中厚礦體。

背景技術

金屬礦床采礦方法有三大類：空場采礦法、充填采礦法和崩落采礦法。空場采礦法將礦塊分為礦房和礦柱，分兩步驟開采，回采礦房時所形成的采空區(qū)利用礦柱和礦巖本身的強度進行維護，礦巖均穩(wěn)固是其基本條件；充填采礦法是隨著回采工作面的推進，采空區(qū)用充填料充填，充填是該法回采過程中必要工序，其作用是支撐兩幫、控制巖移，主要適用于品位高、形態(tài)不規(guī)則、厚度傾角變化大、夾石多、礦巖不穩(wěn)固、地表需保護等條件下的富礦床；崩落采礦法是隨礦石的采出，有計劃地強制或自然崩落礦體頂盤圍巖來充填采空區(qū)，從而控制與管理地壓，適用于地表允許崩落、價值中等以下、允許一定損失與貧化、礦石不會結塊自然的中厚和厚礦體。

留礦法是空場采礦法的一種，它的特點是工人直接在礦房暴露面下的留礦堆上進行作業(yè)，自下而上分層回采，分層高度2～3m，每次采下的礦石靠自重放出三分之一左右，其余暫留在礦房中作為繼續(xù)上采的工作臺，并支護兩幫圍巖，礦房全部回采完后，將存留在礦房中的礦石全部放出。該法主要適用于開采礦石穩(wěn)固和圍巖中等穩(wěn)固、礦石不結塊不自燃的急傾斜薄至中厚礦體。該法由于具有采場結構和回采工藝簡單，采準切割工程量小，可利用礦石自重放礦，管理方便，生產(chǎn)技術易于掌握等優(yōu)點，在我國金屬礦山得到廣泛應用。

當圍巖不穩(wěn)固時，留礦不能防止圍巖片落，一般不采用留礦法。圍巖中等穩(wěn)固時采用留礦法，在大量放礦時由于圍巖暴露面逐漸增加超過了極限暴露面積，往往引起圍巖大量片落，崩落大塊巖石，發(fā)生大范圍巖移，不但造成礦石貧化、漏斗堵塞，而且還有可能造成地表沉陷，破壞地表生態(tài)環(huán)境。

圍巖中等穩(wěn)固以上、礦石穩(wěn)固時采用留礦法，分層向上回采時和局部放礦時有限的暴露面積下沒有發(fā)生圍巖片落和大范圍巖移的空間與現(xiàn)象，及大量放礦時通常引起圍巖片落和大范圍巖移的現(xiàn)象，使得人們有理由認為暫留礦石能夠在一定程度上起到支護兩幫圍巖的作用，這為大量放礦時采用同步充填技術來控制圍巖暴露面積從而控制大規(guī)模巖移和地表沉陷提供了思想基礎，為組合式采礦方法發(fā)明創(chuàng)造提供了技術空間。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是：克服常規(guī)留礦法在大量放礦時隨著圍巖暴露面積的增加帶來的圍巖大量片落和大范圍移動、礦石貧化、漏斗堵塞等缺點，充分發(fā)揮充填料在支撐兩幫、控制巖移等方面的優(yōu)勢作用，借助振動放礦機配合重力放礦，改善礦石流動性，促進礦房內充填料與礦石水平均勻同步下沉，從而提供一種大量放礦時礦石損失貧化得到有效控制的、能夠降低漏斗堵塞率的、限制圍巖大規(guī)模移動和地表沉陷的大量放礦同步充填無頂柱留礦采礦方法。

本發(fā)明通過以下技術方案解決上述技術問題：一種大量放礦同步充填無頂柱留礦采礦方法，是將圍巖中等穩(wěn)固以上的急傾斜薄至中厚穩(wěn)固礦體礦體劃分階段，階段內劃分礦塊；礦房內礦石連同頂柱一起按傳統(tǒng)留礦采礦法由下而上逐層回采，不留頂柱；大量放礦前預先在留礦堆表面鋪設隔離層，然后從回風巷道下放塊度適中的干式充填料，由人工或者電耙的方式進行平場作業(yè)；借助振動放礦機配合重力放礦，保持礦石溜出率和充填料下放率協(xié)調一致，使礦房內充填料與礦石同步均勻下沉；通過調整礦石溜出率和充填料下放率，嚴格控制圍巖暴露面積，充分發(fā)揮充填料的支撐作用，避免圍巖大規(guī)模移動和地表沉陷，降低礦石貧化率和損失率；直至礦石全部放出。

間柱也可按上述方法進行回采，不同的是：由下而上分層回采間柱時，留礦堆兩側需預留0.5～1m的礦壁或逐層架設人工隔板；以先進天井為回風井，留礦堆一側需架設順利天井或另鑿進風井；大量放礦時，振動放礦機配合重力放礦，充填料和礦石以礦壁或人工隔板為界向下均勻下沉，直至礦石全部放出。底柱一般不回收，如礦石價值較大可考慮采用進路式充填采礦法或分層充填采礦法進行部分回收。

其具體步驟如下：

1、根據(jù)礦床勘探程度、圍巖穩(wěn)固情況、礦體傾角等因素，將急傾斜薄至中厚礦體礦體劃分階段，階段內基于礦石和圍巖的穩(wěn)固性，計算頂柱極限暴露面積，沿走向劃分礦塊；為更好地控制礦石溜出率，與常規(guī)留礦法相比，階段高度和礦塊長度一般取值略小一些。

2、礦房內礦石連同頂柱一起按傳統(tǒng)留礦采礦法由下而上逐層回采，不留頂柱；

3、大量放礦前在留礦堆上表面鋪設隔離層，隔離層從下之上由雜草、麻袋片和防滲土工布等三層組成，隔離層主要起到隔離礦石與充填料，防止干式充填料混入礦石的作用，降低礦石貧化率；