[發明專利]一種適用于三下礦體開采的水平條帶式混合充填采礦法

在審

• 申請號: 201610216726.8
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105781551A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 龔新華;王學杰;陳發吉;龍秀才;楊飏
• 申請（專利權）人: 貴州晨輝達礦業工程設計有限公司
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16;E21F15/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明涉及一種適用于三下礦體開采的水平條帶式混合充填采礦法，屬于地下礦山開采技術領域，特別適合于傾斜中厚的三下礦體開采。

背景技術

目前，在“三下礦體”開采中廣泛使用充填采礦法。充填采礦法都是通過利用充填材料對礦體開采后的空區進行充填，具有良好的控制圍巖移動變形的特點，適用于對地表沉降控制要求較高的礦體開采條件。

現有的充填采礦法包括上向水平分層充填采礦法、下向水平分層充填采礦法、空場嗣后充填采礦法等。這些充填采礦法普遍存在以下不足：

1、全廢石充填難以接頂，同時覆巖位移變形控制效果較差，而全膠結充填采礦法雖能夠較好的控制覆巖的位移變形，但是充填工藝復雜、充填成本高昂，難以滿足經濟指標。

2、全膠結充填采礦法需要考慮掘進廢石的處理問題，通常需要花費大量的人力物力將廢石從地下運出地表堆存，同時廢石堆場存在一定的安全隱患，礦山必須花費大量財力用于廢石場安全維護。

3、普通空場嗣后充填采礦法通常需要留設4～6m的間柱和分段頂柱作為永久礦柱，礦石回收率低，造成了大量的礦石資源浪費。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種適用于三下礦體開采的水平條帶式混合充填采礦法，更好的控制上覆巖體變形效果，解決純廢石充填的接頂質量以及控制覆巖變形量的問題，同時解決純膠結充填的成本問題；解決掘進廢石的處理問題，避免礦山花費大量的人力物力將廢石從地下運出地表堆存；提高礦石回收率，避免大量的礦石資源浪費。

本發明采用的技術方案是：將礦體沿傾向方向劃分為若干10～12m的小分段，小分段內沿走向每隔15～20m再劃分為若干礦房，同一分段內的礦房回采后用同種材料（廢石、膠結）充填，不同分段內礦房用不同材料充填，最終形成水平條帶式混合充填體。

本發明與傳統的充填采礦法都是通過利用充填材料對礦體開采后的空區進行充填，具有良好的控制圍巖移動變形的特點，適用于對地表沉降要求較高的三下礦體開采條件；本采礦方法與現有的礦房、礦柱間隔嗣后充填采礦法的不同之處在于：將礦體沿傾向方向劃分為若干10～15m的小分段，小分段內沿走向每隔15～20m再劃分為若干礦房，同一分段內的礦房回采后用同種材料（廢石、膠結）充填，不同分段內礦房用不同材料充填，最終形成水平條帶式混合充填體。該采礦方法形成的水平條帶式混合充填體較傳統的充填采礦法具有更好的控制上覆巖體變形的效果；本采礦方法只需要在100m中段高度的最上面留設4m厚的頂柱，其余小分段均不用留設頂柱，膠結充填的小分段礦房之間不需要留設間柱，能夠實現膠結充填小分段礦體全采，只需要在廢石充填的小分段礦房之間留設間柱，極大減少了礦柱的礦量，提高了礦體回收率。此外廢石充填相對于傳統的膠結充填可節省大量的充填成本，大量減少地下掘進產生的廢石，對于實現“廢石不出坑”的綠色開采目標具有重要意義。

具體來說，本發明的技術方案包括以下步驟：

（1）礦房結構：將傾斜中厚礦體沿傾向每100m劃分一個中段，在中段內沿礦體走向每400m劃分為一個盤區，盤區高為中段高度100m，中段內沿傾向再分為8個小分段，分段高度10～12m，中段頂部留設4m的頂柱；在單個小分段內沿走向每隔15～20m劃分為一個礦房，礦房寬度為小分段高度；為防止充填廢石側漏，廢石充填的分段中礦房之間留設3m寬的間柱，膠結充填的礦房之間不用留設間柱；

（2）采準：在盤區中央距礦體底板至少15m處布置一條盤區斜坡道，坡度10%，達到各分段標高時分別施工分段石門進入各分段礦體，然后在各小分段底部施工各分段沿脈巷道；

（3）切割：各分段沿脈巷道掘通后在盤區邊界沿礦體傾向施工一條切割上山，連接上一分段沿脈巷道，該切割上山作為首個礦房（沿走向20m長）的采礦爆破自由面；

（4）回采順序：在傾向上為至下而上，在走向上為兩端向盤區中央退采；一端在回采的同時，另一端充填，依次交替進行；

（5）鑿巖落礦：在分段沿脈巷道內沿礦體傾向施工上向中深孔爆破落礦；

（6）運搬：爆破崩落的礦石采用鏟運機裝車，由鏟運機裝至分段沿脈巷道中的汽車上，經分段沿脈巷道、分段石門、盤區斜坡道運至地面；

（7）水平條帶式混合充填：單個礦房回采完，在分段沿脈巷道內施工一面混凝土擋墻后，即可從上分段沿脈巷道對礦房采空區進行充填,接著即可對下一個礦房回采；中段內最下一個分段采用膠結充填，第二分段廢石充填，第三中段膠結充填，如此形成不同充填材料的水平條帶式混合充填體。