[發(fā)明專利]一種充填崩落采礦法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110588087.9
• 申請(qǐng)日: 2021-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN113202475B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵安林;宮國慧;馬東;胡世超;李宗武;張健;王一淳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): E21C41/22
• 分類號(hào): E21C41/22;E21F15/00;E21D11/10;E21D11/18
• 代理公司: 鞍山貝爾專利代理有限公司 21223
• 代理人: 顏偉

本發(fā)明涉及一種充填崩落采礦法，克服了無底柱分段崩落法礦石損失貧化大和地表沉陷及因頂部充填干式碎石和尾砂而引起的礦石貧化新問題，采用抽管注漿法在無底柱分段崩落法覆蓋巖中形成一層厚度達(dá)到兩個(gè)無底柱分段崩落法分段高度的注漿覆蓋巖，在注漿覆蓋巖下進(jìn)行無底柱分段崩落法回采礦石，使注漿覆蓋巖完全包裹新崩的礦石，在放礦過程中阻止正面廢石的混入，同時(shí)又防止頂部充填的尾砂直接穿過礦石而混入放出礦石。并在采空區(qū)頂板構(gòu)造拱形懸吊梁，在頂部通過充填盲溜井集中充填采空區(qū)，具有回采工藝結(jié)構(gòu)簡單、開采強(qiáng)度大、效率高、機(jī)械化程度高、安全、采礦成本低、地表不沉陷、礦石損失貧化低等優(yōu)點(diǎn)，適用于所有金屬礦地下開采。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地下礦充填采礦技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種充填崩落采礦法。

背景技術(shù)

地下采礦方法包括采準(zhǔn)、切割和回采三項(xiàng)基本工序，按地壓維護(hù)的方式分為空?qǐng)霾傻V法、充填采礦法和崩落采礦法三大類。

在當(dāng)前綠色環(huán)保要求下，礦山都推薦使用充填法。比如傳統(tǒng)的空?qǐng)龇ǎ夹枰M(jìn)行嗣后充填，防止地表沉陷。然而充填采礦法是在大暴露面積下回采，安全性差，充填過程復(fù)雜，需要濾水、膠結(jié)養(yǎng)護(hù)等等工序，生產(chǎn)能力小，另外，還存在成本高的缺點(diǎn)。

作為崩落法的代表，無底柱分段崩落法具有工藝結(jié)構(gòu)簡單、開采強(qiáng)度大、效率高、機(jī)械化程度高、安全、采礦成本低等優(yōu)點(diǎn)，在世界范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用，但存在礦石損失貧化大和地表沉陷兩大致命缺陷。

有沒有更好的采礦方法，既安全，又成本低，生產(chǎn)效率還高，地表還不沉陷，

如果將無底柱分段崩落法存在的礦石損失貧化大和地表沉陷的問題解決了，就基本達(dá)到上述要求。

下面先分析無底柱分段崩落法礦石損失貧化大問題：

標(biāo)準(zhǔn)無底柱分段崩落法是將礦體劃分為若干階段，再將階段用回采巷道劃分為若干分段，由上向下逐個(gè)分段進(jìn)行回采。分段的鑿巖、崩礦和出礦等工作均在回采巷道中從回采巷道末端向回采巷道入端進(jìn)行回退式回采，一次回采一個(gè)較小的崩礦步距，崩礦步距一般為1.5m-2m。

崩落礦石在覆蓋巖層下進(jìn)行放礦，由于礦、巖直接接觸，放出礦石的同時(shí)會(huì)混入巖石，導(dǎo)致放礦礦石損失貧化大，覆蓋巖層下放礦礦石損失貧化大的問題一直沒有得到很好的解決，是困擾采礦界的一大難題。

覆蓋巖層下放礦有正面、頂部、側(cè)面三方面的覆蓋巖廢石混入，大量實(shí)踐表明：正面覆蓋巖廢石混入最多，只要能阻止正面廢石混入，將極大地降低礦石損失貧化。如果往覆蓋巖里注漿，構(gòu)建注漿覆蓋巖，在注漿覆蓋巖下進(jìn)行放礦，可有效地阻止正面廢石混入，從而解決無底柱分段崩落法放礦礦石損失貧化大的問題。

對(duì)于已建無底柱分段崩落法礦山，由于上面覆蓋巖太厚，將整個(gè)覆蓋巖整體注漿，成本太高，因此，只能在回采過程中，在上分段給下分段覆蓋巖進(jìn)行注漿。由于無底柱分段崩落法安全的要求，上分段回采必須超前下分段20m以上，或逐層回采，注漿位置已經(jīng)被覆蓋巖覆蓋，屬于被覆蓋巖封閉的區(qū)域，人還不能進(jìn)入到注漿位置，又由于無底柱分段崩落法一次只回采一個(gè)較小的崩礦步距，隨每次崩礦步距的回采，需要注漿的位置每次都變動(dòng)，因此，無底柱分段崩落法覆蓋巖注漿是一個(gè)覆蓋巖封閉區(qū)域、遠(yuǎn)距離、位置變化的注漿問題，是一大難題。

再分析無底柱分段崩落法地表沉陷問題：

無底柱分段崩落法隨著礦石的放出，覆蓋巖層上部將形成采空區(qū)。隨著開采范圍和開采深度的增加，采空區(qū)的面積也逐漸增大，當(dāng)采空區(qū)頂板超過允許暴露面積時(shí)，采空區(qū)的頂板圍巖發(fā)生破壞而塌落，頂板圍巖的變形破壞持續(xù)向上發(fā)展，直至發(fā)展到地表，導(dǎo)致地表發(fā)生沉陷。

解決地表沉陷問題最有效的方法是對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填，在采空區(qū)頂部通過充填井用廢石、選礦尾砂等充填料充填至采空區(qū)。然而采空區(qū)充填存在充填體不能接頂?shù)膯栴}。由于采空區(qū)未完全接頂，最終頂板還會(huì)繼續(xù)變形、沉陷，直至破壞地表。因此采空區(qū)充填接頂問題是解決無底柱分段崩落法地表沉陷問題的關(guān)鍵。