[發(fā)明專利]一種用于充填法處理采空區(qū)遺留間柱的開采方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010746866.2
• 申請(qǐng)日: 2020-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN111706328B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李寧;孫國(guó)權(quán);劉海林;汪為平;李何林;王雨波;李鴻飛;劉帥;李鵬程
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司;華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國(guó)家工程研究中心有限公司;中鋼集團(tuán)南京華忻科技有限公司
• 主分類號(hào): E21C41/16
• 分類號(hào): E21C41/16;E21C41/22;E21F1/00;E21F15/00;F42D1/00
• 代理公司: 馬鞍山市金橋?qū)＠碛邢薰?34111
• 代理人: 常前發(fā);奚志鵬

本發(fā)明公開了一種用于充填法處理采空區(qū)遺留間柱的開采方法，在中段運(yùn)輸巷道(1)一側(cè)向間柱(16)內(nèi)掘進(jìn)出礦巷道通達(dá)礦體上盤，采用扇形中深孔將出礦巷道頂部擴(kuò)大形成喇叭口狀底部結(jié)構(gòu)；分別在間柱上盤礦巖接觸面和下盤圍巖內(nèi)布置切割天井(12)與人行通風(fēng)天井(3)，并使之與上中段回風(fēng)巷道貫通，在人行通風(fēng)天井(3)內(nèi)沿垂直方向每隔一定高度掘進(jìn)分層聯(lián)絡(luò)道(9)通達(dá)間柱下盤邊界。然后自下而上逐個(gè)分層循環(huán)鉆鑿上向平行炮孔(11)、裝藥爆破、強(qiáng)制通風(fēng)、放出崩落礦石(7)作業(yè)環(huán)節(jié)直至整個(gè)間柱全部開采結(jié)束，再使用鏟運(yùn)機(jī)將崩落礦石(7)全部出完并充填采空區(qū)，提高了間柱礦石回采率，降低了礦石貧化率，改善了作業(yè)面工作環(huán)境。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地下礦山開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬非金屬地下礦山間柱開采方法，特別適用于兩側(cè)采用充填法處理空區(qū)的遺留間柱開采。

背景技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)外較多地下礦山使用空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V方法開發(fā)礦產(chǎn)資源，無(wú)論是淺孔留礦嗣后充填采礦法，還是分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法，都是將礦塊劃分為礦房和間柱，先回采礦房并充填，再回采間柱。該采礦方法主要適用于：①礦石和圍巖均穩(wěn)固，回采過(guò)程中不會(huì)自然冒落；②礦體厚度以薄和中厚為宜；③礦體傾角屬于急傾斜以上；④礦石無(wú)結(jié)塊和自然性；⑤地表不允許塌陷的礦床。該采礦方法自出現(xiàn)以來(lái)，已在很多礦山推廣應(yīng)用，現(xiàn)階段仍然有不少礦山在使用該采礦方法，如山東金喜泰集團(tuán)黃牛嶺鐵礦、安徽鳳陽(yáng)金鵬礦業(yè)馬山鉛鋅金銀礦、江蘇金焰愛(ài)景山鍶礦、云南銅廠溝銅鉬礦等。

礦山在劃分礦房和間柱時(shí)，普遍選擇礦房比例較大和間柱比例較小的劃分方法，不可避免的導(dǎo)致礦房回采結(jié)束并充填后再行回采間柱時(shí)具有生產(chǎn)礦效率低、礦石貧化率高、作業(yè)安全性差等缺點(diǎn)，難以實(shí)現(xiàn)間柱的安全高效開采，特別是在開采稀有金屬、貴重金屬和高品位礦脈，間柱開采一直困擾著許多礦山企業(yè)。很多礦山鑒于上述困難被迫放棄回收間柱，致使礦房回采結(jié)束后遺留了大量間柱，嚴(yán)重的浪費(fèi)了自然礦產(chǎn)資源。

中國(guó)專利201611105285.0公開了一種空區(qū)廢石充填與頂部圍巖崩落協(xié)同再造覆蓋層的間柱回收方法，其技術(shù)方案是：首先，采用廢石充填回采礦房時(shí)所形成的采空區(qū)，并預(yù)留一定的空間；其次，將間柱沿垂直方向分為若干分層，在每個(gè)分層底部中央掘進(jìn)鑿巖巷道，崩落間柱頂部的圍巖形成覆蓋層；然后，采用上向扇形中深孔爆破鏟運(yùn)機(jī)出礦自上而下、依次超前、層內(nèi)后退式回采礦柱。該方法雖然實(shí)現(xiàn)了覆巖下放礦，降低采空區(qū)暴露面積，回收了部分間柱，但也存在如下技術(shù)缺陷：

(1)每個(gè)分層只布置了一個(gè)出礦巷道，頂部為崩落的圍巖形成的覆蓋層，根據(jù)“放礦橢球體理論”，在實(shí)施鏟運(yùn)出礦時(shí)，由于分層較高，在放出約1/3～1/2礦石時(shí)即開始混入廢石直至放出的完全為廢石，迫使停止放礦，造成礦石的永久損失。

(2)間柱兩側(cè)均為充填的廢石，在實(shí)施鏟運(yùn)出礦時(shí)，上部的礦石還未來(lái)得及完全放出兩側(cè)廢石在自重作用下便開始流向出礦巷道，導(dǎo)致礦石貧化嚴(yán)重；

(3)每次鏟運(yùn)出礦都在獨(dú)頭巷道內(nèi)進(jìn)行，無(wú)法形成貫穿風(fēng)流，工作面通風(fēng)困難，作業(yè)安全條件差；

(4)每個(gè)分層都采用扇形中深孔落礦和鏟運(yùn)機(jī)出礦，則需要來(lái)回搬運(yùn)鑿巖和鏟運(yùn)設(shè)備，需要掘進(jìn)大量的設(shè)備運(yùn)行通道，大大增加了采準(zhǔn)切割工程量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，而提供一種用于充填法處理采空區(qū)遺留間柱的開采方法，該方法通過(guò)布設(shè)底部出礦結(jié)構(gòu)、合理布置切割天井和分層高度、采場(chǎng)內(nèi)預(yù)留礦石，從而實(shí)現(xiàn)提高礦石回采率、降低礦石貧化率、減小采切工程量、避免采空區(qū)暴露面積過(guò)大和改善工作面作業(yè)環(huán)境目的。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明一種用于充填法處理采空區(qū)遺留間柱的開采方法采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種用于充填法處理采空區(qū)遺留間柱的開采方法，礦體內(nèi)設(shè)有間柱，間柱兩側(cè)為礦房，在礦體下盤設(shè)有中段運(yùn)輸巷道，并采用以下步驟實(shí)施：