[發明專利]一種分段空場嗣后充填采礦方法

有效

• 申請號: 201210008024.2
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102562065A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 譚卓英;黃真勁;謝智謙;劉文靜;胡明清;任紅崗;朱貴波;陳首學;吳敏;鐘文;潘榮森;蔡學峰
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16;E21F15/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本發明屬于地下金屬礦山開采技術領域，尤其涉及一種分段空場嗣后充填采礦方法，可用于地下中等穩固以上、傾斜及急傾斜的厚與極厚礦體、急傾斜平行極薄礦脈組成的細礦帶的安全、高效開采。

背景技術

目前，在礦石和圍巖中等穩固以上的傾斜和急傾斜礦體開采中，廣泛使用分段空場嗣后充填采礦法。該方法是在原空場法和充填法的基礎上發展起來的，結合了空場法與充填法的優點，其主體是空場法，核心是先用空場法回采礦房（或礦柱），然后對采空區進行膠結充填，充填時下部采用高灰砂比，上部采用低灰砂比進行膠結充填，待充填體達到一定強度后，在下部充填體中掘進出礦橫巷和出礦進路，以回采相鄰的未采礦柱（或礦房），開采完畢再對礦柱空區進行非膠結（如尾砂）充填。使用分段空場嗣后充填采礦法時，一般先根據礦體厚度的大小劃分礦塊，當礦體厚度大于20m時，平行礦體走向劃分礦塊；當礦體厚度小于20m時，垂直走向劃分礦塊。礦塊劃分為礦房和礦柱，礦房和礦柱的寬度一般根據規程所規定的圍巖允許暴露面積確定，可先采礦房或先采礦柱。通常采用隔一采一或隔三采一進行回采，開采順序及開采方案的確定主要取決于相鄰開采單元的影響程度。

由于塹溝式及平底式結構克服了漏斗底部結構形成難度大、底部結構高度大、一次資源損失大及電耙出礦能力有限等缺點而得到廣泛采用。以平底式底部結構為例，由于實際上幾近無底部結構，形成容易，一次資源損失較小，鏟運機出礦效率高、產能大。但由于平底式底部結構存在一定的出礦死角，因此仍存在一定的礦石二次損失。此外，由于該法須在下部膠結充填體中掘進出礦橫巷（最大長度達到200m）及出礦進路，掘進困難，速度受到嚴重的限制。而且，在充填體中掘進長巷及其后續運營的安全性也受到很大影響。

本發明基于力學、結構協同和能量原理，對礦房、礦柱結構進行優化，采用全拉底或大拉底平底結構，將鑿巖橫巷和出礦橫巷一體化，避免在充填體中掘進出礦橫巷和出礦進路，實現安全、高效開采和礦石資源的高效利用。

發明內容

本發明的目的是提供一種克服現有分段空場嗣后充填采礦法須從充填假柱中掘進出礦橫巷和出礦進路，掘進與出礦作業不安全，掘進效率低；采、切工作量大，扇形炮孔精度難控制，大塊率高；出礦干擾大，出礦不干凈，存在二次礦石損失；預留礦石底板，難回收存在資源損失等缺點的一種全拉底大斷面分段的空場嗣后分異充填采礦方法。

本發明的技術方案是：一種分段空場嗣后充填采礦法，是指在地下空間上通過水平運輸巷道、分段巷道、聯絡道、切割橫巷及切割天井將礦體劃分為礦塊。當礦體厚度小于20m時，沿礦體走向劃分礦塊；當礦體厚度大于20m時，垂直礦體走向布置礦塊。礦塊劃分后，再將礦塊劃分為礦房和礦柱，在各分段水平掘進聯絡道達到礦房、礦柱，并掘進切割橫巷及切割天井(或上山)；同樣，在中段水平掘進運輸橫巷(或聯絡道)達到礦房及礦柱，并掘進切割橫巷、切割天井及采場溜丼，該方法包括礦房分段空場嗣后充填采礦方法和礦柱分段空場嗣后充填采礦方法；

1.所述礦房分段空場嗣后充填采礦方法：

首先，在各分層以礦房的切割橫巷為中心，沿切割橫向軸線方向向礦房兩側擴展，采用鑿爆法形成與切割橫巷高度一致、沿礦房底部全斷面拉開的大斷面平底底部結構，并在所述切割橫巷的另一端，以切割天井(或上山)為中心，沿礦房礦體上盤傾向邊界擴充形成切割槽；在各分層礦房下部拉底空間內，采用中深孔鑿巖臺車鉆鑿上向垂直平行炮孔，采用逐排、分段、孔內微差爆破，從上分層到下分層，先上后下，上分層超前下分層，一次爆破2-3排炮孔的中深孔爆破；爆破通風排污后，在中段水平礦房全拉底空間內，采用鏟運機出礦，卸載于采場礦石溜井，完成礦房回采；

然后，在聯絡道與采場連接處砌筑隔離擋墻，并在采場底部構筑人工底柱，并在所述礦房人工底柱之上采用尾砂膠結充填或尾砂廢石膠結充填，灰砂比為1：8-1:10；其中，所述人工底柱的高度為10-30m，灰砂比為1:3-1:4；

2.?礦柱分段空場嗣后充填采礦方法：

所述礦柱回采，在相鄰礦房回采并進行膠結充填達到一定的穩定強度后，以礦房充填體為隔柱，采用鑿爆法形成與切割橫巷高度一致、沿礦柱底部全斷面拉開的大斷面平底底部結構，并在所述切割橫巷的另一端，以切割天井(或上山)為中心，沿礦柱礦體上盤傾向邊界擴充形成切割槽，采用中深孔鑿巖臺車鉆鑿上向垂直平行炮孔，采用逐排、分段、孔內微差爆破，從上分層到下分層，先上后下，上分層超前下分層，一次爆破2-3排炮孔的中深孔爆破；爆破通風排污后，在中段水平礦柱全拉底空間內，采用鏟運機出礦，并卸礦于采場溜井,完成礦柱回采；