[發明專利]露天坑尾砂膠結充填治理的方法

有效

• 申請號: 201410758781.0
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104653224A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 盧宏建;李成合;甘德清;梁鵬;陳超;路燕澤;張亞賓;李嘉惠;向偉華;鞏軍放
• 申請（專利權）人: 河北聯合大學
• 主分類號: E21F15/06
• 分類號: E21F15/06
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 明淑娟

技術領域

本發明涉及留有露天境界頂柱的露天轉地下礦山的治理方法，特別是一種露天坑尾砂膠結充填治理的方法。

背景技術

隨著淺部資源的逐漸枯竭，國內很多金屬礦山均面臨著露天轉地下開采這一特定的開采時期。隨之而來的露天轉地下開采邊坡巖體滑移及邊坡的安全穩定問題；部分非法采空區與露天坑底形成透點，露天坑，露天邊坡雨季匯水進入非法采空區后通過斷層、節理和裂隙滲流至井下，既影響井下施工的安全，又增加了排水的費用，對礦山的安全生產影響重大。合理解決露天采坑遺留的安全問題，已成為露天轉地下后采用空場法和充填法開采礦山安全生產的保障。另一方面隨著露天轉地下的開采，尾礦排放量大，尾礦庫容積不足，出現尾礦無法排放的情況和建設尾礦庫時征地困難這一系列問題的出現，影響日常生產工作順利進行，嚴重制約礦山發展，利用尾礦處理露天采坑，能達到露天坑的安全治理，減弱地下開采與周邊重要構筑物的影響，解決尾礦庫的建設與征地問題，是一個很好的治理方法。

本發明治理的露天坑屬于影響型露天坑，利用尾砂治理主要有尾砂干堆和尾砂膠結充填兩種方法，目前常用的方法為前者，但其需要增加礦漿濃縮脫水設備，增加費用和管理工作。采用尾砂膠結充填治理露天采坑，相當于將其看做一個大的采場空區進行充填，對于露天轉地下采用充填法的礦山實施簡便可行，但是其結構參數的確定不同于地下充填采場結構參數。

發明內容

本發明就是針對留有露天境界頂柱的露天轉地下礦山，地下采用充填采礦方法的影響型露天坑采用尾砂膠結充填治理方案的確定。

確定了治理方案結構參數包括充填料漿灰砂比與濃度、充填總高度、階段高度、分層高度、不同階段充填料漿灰砂比。

結構參數的確定通過以下技術方案實現：

1)?露天坑尾砂膠結充填料漿的灰砂比和濃度的選擇，依據礦山充填系統輸出性能穩定的配比等級與料漿濃度來確定。

選擇露天坑邊幫危險區域，采用有限元理論分析其穩定程度，圈定潛在滑移區域的最上水平，得出治理高度H₁。

根據礦山采礦方法、生產能力和服務年限，計算出尾砂富余量，根據露天坑現狀計算存放富余尾砂的高度H₂

H₁，H₂的最大值為露天坑充填總高度，H_總。

本發明應用于留有露天境界頂柱的露天轉地下礦山。露天采坑膠結充填治理階段高度的確定是在考慮回收境界頂柱資源的基礎上，運用三帶理論進行計算。

設計境界頂柱回收的采礦方法，確定空區高度H_空。

根據空區高度，計算出冒落帶高度，H_冒，H_冒=H_空/(K-1)?，K為巖石松散系數。

根據空區高度，計算出裂隙帶高度，H_裂，H_d=AH_空/(?BH_空+C)，A，B，C是與巖體力學特性相關的系數。

階段高度，H_階，H_階=D(H_冒+?H_裂)，D為安全系數，1.5~2.5。

分層高度的確定，依據礦山選場尾砂排放與地下礦山尾砂消耗能力，計算尾砂富余量，同時考慮便于濾水工程施工，確定充填分層高度。