[發明專利]一種上向分層盤區進路式充填采礦方法

有效

• 申請號: 202011328241.0
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112343598B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 王文杰;王崗風;盧西洲;周英豪;劉超;葉婧婷
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: E21C41/22
• 分類號: E21C41/22;E21F15/00;E21D21/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明公開了一種上向分層盤區進路式充填采礦方法。其技術方案是：將礦體的每個分段沿豎直方向劃分為分層，沿水平方向劃分為盤區，通過穿脈巷道(3)和沿脈巷道(4)將盤區劃分為多個回采單元(8)；在回采單元(8)中布置回采進路(7)，回采進路(7)的布置方向根據最大水平主應力σ_H方向確定，相鄰分層的回采進路(7)在水平面的投影為交錯布置；采用隔一采一的回采順序，回采礦石時平行作業，同時對多個回采單元(8)進行回采；按自下而上的分層順序進行開采。本發明具有能有效控制地壓、提高采場穩定性、減小采場暴露面積、減少采場暴露時間、加快采場回采進度和經濟高效的特點，適用于松軟破碎低價值礦體的開采。

技術領域

本發明屬于進路式充填采礦方法技術領域。具體涉及一種上向分層盤區進路式充填采礦方法。

背景技術

地下礦山開采時，由于采出巖體和礦石，地表往往會發生不同程度的沉降或塌陷，嚴重破壞了地質環境和地表生態，采用充填法回采地下礦石已經成為大勢所趨。充填法的優點是采準切割工程量小，靈活性大，礦石損失和貧化小，能夠有效地維護圍巖，減少圍巖的移動和防止其大量冒落，控制地表塌陷，改善地下采礦環境等。

現有的充填采礦法主要適用于品位較高的富礦或高價值礦石開采，具有較高的回采率和較低的貧化率，一般適用于礦石穩固、圍巖不穩固的礦床，如果能采用特殊的支護方法或下向膠結充填，也可以用來開采礦石不穩固的礦體。而對于低品位或價值較低，且礦巖松軟破碎，地質條件較差的礦體，采用下向膠結充填法可以有效避免采場礦巖垮冒問題，但是下向膠結充填法要求充填體具有較高強度，才能夠保證回采工作在人工假頂下作業，從而導致充填開采成本過高。

路明福等人(路明福,宋嘉棟,扈守全,柳小勝,林衛星.盤區交錯式上向水平分層充填采礦法在玲南金礦的應用實踐[J].礦業研究與開發，2016,36(04):1-3)先將礦體按一定尺寸劃分成盤區，盤區內分礦房礦柱，先采礦房，再采礦柱，礦房采場的回采超前礦柱采場2～3個分層，礦房采場和礦柱采場交錯回采又同時向上分層推進。該方法雖在一定程度上解決了在不穩固礦體下安全回采礦石的問題，但礦房超前礦柱回采，同時開拓了兩個不同分層，增加了采場的暴露時間，增加了維護采場穩定性的時間，也不利于同時進行轉層；劃分的礦房與礦柱寬度達7m，在礦體較厚位置，礦房與礦柱長度過長，采場暴露面積較大；礦房與礦柱交替回采，頻繁轉層，不利于高效回采；中段間預留底柱，并沒有進行回收，造成礦石損失。

“一種下向進路部分充填采礦法”(CN201610451581.X)專利技術，在礦體開采過程中，將開采區域從豎直方向上劃分為交替分布的間隔充填層和完全充填層，間隔充填層和完全充填層均劃分為若干交替分布的回采進路，礦體開采過程是下向進路逐層開采。間隔充填層“隔一充一”，完全充填層全部充填。該方法間隔充填層的進路布置和完全充填層的進路布置正交，有利于控制采場的穩定性，雖然減少了充填材料的用量，節約了開采成本，但是對于松軟破碎礦巖，未充填的進路增大了采場的暴露面積，在爆破振動的影響下，對采場的穩定性產生非常不利影響；未充填的進路在地應力的長期影響下，可能會引起地表不同程度的塌陷。

文獻(佘文遠.上向水平進路充填采礦法在吉爾吉斯左岸金礦的應用[J].世界有色金屬，2019(04):55-57)選用上向水平進路充填采礦法開采，將每個分段劃分四個水平分層，按自下而上分層順序進行開采，在每個分層內劃分盤區和進路，各進路回采完畢后及時用尾砂膠結充填料進行充填。該方法雖在一定程度上解決了在極不穩固礦巖下安全回采礦石的問題，但并沒有對回采進路進行護頂，在礦巖破碎松散的條件下，采場仍然存在安全隱患；回采進路垂直或沿礦體走向布置，并沒有考慮最大水平主應力對回采進路的影響，而地應力是巷道發生破壞的重要原因；在礦體較厚位置，并沒有將盤區進一步劃分，布置回采進路仍垂直或沿礦體走向，導致一個盤區內垂直礦體走向方向上回采進路數量過多，不利于高效生產。

發明內容