[發明專利]厚大礦體沿垂直方向兩步驟回采采場充填系統及充填方法

在審

• 申請號: 201910362404.8
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN109882173A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 熊有為;劉福春;劉恩彥
• 申請（專利權）人: 長沙有色冶金設計研究院有限公司
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16;E21F15/00
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 柳鶯

本發明公開了一種厚大礦體沿垂直方向兩步驟回采采場充填系統及填充方法，在每個礦體和充填體內均布置有用于連通上盤充填巷道與下盤運輸巷道的充填穿脈，各充填穿脈均通過若干充填聯絡道與采空區連通，在上盤充填巷道、充填穿脈及充填聯絡道中鋪設有依次連通的充填管道，充填穿脈內的充填管道通過分閘閥與上盤充填巷道內的充填管道連通，位于充填聯絡道內的充填管道與采空區連通，在礦體內的充填聯絡道中設有一步驟采場充填擋墻，在充填體與礦巖分界線交界處的充填穿脈中設有二步驟采場充填擋墻。本發明能夠實現狹長高大采場料漿多點下料，解決采場料漿斜堆平流成型差、離析分層嚴重、積水排出難、接頂效果差、充填體質量低的難題。

技術領域

本發明屬于礦山領域，具體涉及一種厚大礦體沿垂直方向兩步驟回采采場充填系統及充填方法。

背景技術

礦產資源是人類賴以生存的物質基礎，是國家安全與經濟發展的重要保證。據統計，我國95％以上的能源、80％以上的工業原材料和70％以上的農業生產資料均取自礦產資源。沒有礦產資源持續穩定的供給，就沒有我國現代經濟與社會的發展。然而，在加大礦產資源開發力度的同時，礦山安全和環保面臨極大的挑戰。地下開采是礦產資源開采的主要方式，礦體通過開采后形成采空區，若不及時進行充填，會導致采空區垮塌，甚至引起地表變形或塌陷，造成建構筑物坍塌，地表形成塌陷坑，威脅人們安全生產生活，破壞生態環境。礦石經選別加工后會形成尾砂廢棄物，大量堆存至尾礦庫，尾礦庫是一個具有高勢能的人造“泥石流”潛在危險源，一旦潰壩，其破壞力度將比暴雨洪水泥石流更大，也將給人民生命財產帶來更為慘重的災難。因此，地下礦床開采一般會形成“一廢兩害”，“一廢”即尾砂廢棄物，“兩害”即采空區垮塌和尾礦庫潰塌災害。

充填采礦法能夠將礦山產生的尾砂制備成料漿后充填至采空區，一方面減少或消除地表尾礦堆存，一方面采空區充填后圍巖變形移動受到控制，能夠有效解決礦山資源開發與安全、環保之間的矛盾。

對于厚大礦體一般采用垂直礦體走向布置的階段空場嗣后充填兩步驟回采方式。由于采場垂直礦體走向布置，因此礦房和礦柱采場長度一般為礦體厚度，小則15m～20m，大則100m～150m。隨著充填技術的進步，高濃度充填或膏體充填日益推廣應用。由于料漿濃度較高，流動性基本滿足管道輸送要求，但在采場中的流動距離有限，甚至會由于長距離流動而造成離析、分層。一方面嚴重影響充填體強度，另一方面容易形成堆積斜坡和大量積水，造成采場接頂效果差，不能為頂板圍巖提供有效的支撐控制。目前對于厚大礦體兩步驟回采采場，尤其是極厚礦體兩步驟回采采場長度長達80m～100m，主要通過礦體上盤的充填巷道向采空區布置一條充填聯絡道(或作為鑿巖硐室回風聯絡道)，料漿一般只能單點下料，不可避免的會面臨以上的問題。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足之處，提供一種可實現多點下料、采場接頂效果好的厚大礦體沿垂直方向兩步驟回采采場充填系統及充填方法。

本發明提供的這種厚大礦體沿垂直方向兩步驟回采采場充填系統，包括布置在采場下盤圍巖中的下盤運輸巷道、上盤圍巖中的上盤充填巷道，所述采場包括一步驟采場和二步驟采場，一步驟采場兩側為礦體，二步驟采場兩側為充填體，在每個礦體和充填體內均布置有用于連通上盤充填巷道與下盤運輸巷道的充填穿脈，各充填穿脈均通過若干充填聯絡道與采空區連通，在上盤充填巷道、充填穿脈及充填聯絡道中鋪設有依次連通的充填管道，充填穿脈內的充填管道通過分閘閥與上盤充填巷道內的充填管道連通，位于充填聯絡道內的充填管道與采空區連通，在礦體內的充填聯絡道中設有一步驟采場充填擋墻，在充填體與礦巖分界線交界處的充填穿脈中設有二步驟采場充填擋墻。

為降低鑿巖硐室的掘進工程量，布置于礦體中的充填穿脈位于采場鑿巖硐室水平。

為降低鑿巖硐室的掘進工程量，布置于充填體中的充填穿脈位于采場鑿巖硐室水平。

為降低鑿巖硐室的掘進工程量，在二步驟采場上盤圍巖中設有鑿巖硐室聯絡道，該鑿巖硐室聯絡道由布置于礦體上盤圍巖中的充填穿脈形成。