專利名稱：一種礦山開采嗣后膠結(jié)和非膠結(jié)充填采礦方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及充填采礦法，進(jìn)一步來說，涉及一種礦山開采嗣后膠結(jié)和非膠結(jié)充填采礦方法。
背景技術(shù)：
與本發(fā)明相近的技術(shù)為中國(guó)專利ZL2007100776M.3 “磷石膏膠結(jié)嗣后充填采礦法及其制漿工藝”，該專利公開了制漿工藝是以磷石膏、粉煤灰或白云巖和水泥為填充料漿的材料，加水后，通過成套攪拌設(shè)備制成充填料漿；充填料漿經(jīng)充填鉆孔或泵站輸入采準(zhǔn)水平，再經(jīng)充填管線斜井進(jìn)入充填采場(chǎng)的上分層脈外分層平巷，由充填采場(chǎng)的上分層礦房聯(lián)絡(luò)道充入采場(chǎng)。該發(fā)明能保證礦山達(dá)產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)，提高礦石回收率，磷礦資源得到充分的回收利用，經(jīng)濟(jì)效益顯著；還能有效地保護(hù)礦山環(huán)境，解決空?qǐng)龇ú傻V形成地質(zhì)災(zāi)害、礦山生產(chǎn)不安全，給地表工業(yè)設(shè)施、公路及房屋帶來威脅的問題，但其最大的缺點(diǎn)或不足之處在于直接用對(duì)環(huán)境危害巨大的工業(yè)廢渣磷石膏作為主要充填材料充填于地下，其對(duì)地下環(huán)境水系的危害必將是巨大的。其次，其采用全膠結(jié)充填必然導(dǎo)至充填成本的增加，這對(duì)于礦石質(zhì)量較差的中低品位磷礦區(qū)礦石的開采，在開采成本上是極其不利的。中低品位磷礦石經(jīng)過選礦工藝富集產(chǎn)生的大量選礦廢S—尾礦，選礦工藝出來的尾礦濃度約為2096，尾礦送入尾礦庫(kù)。而尾礦的堆積和管理屬我國(guó)重大危險(xiǎn)源管理范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供磷尾砂嗣后膠結(jié)和非膠結(jié)充填采礦法。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明的一種礦山開采嗣后膠結(jié)和非膠結(jié)充填采礦方法的具體內(nèi)容包括
(1)、礦房準(zhǔn)備按照采礦法的要求，采用每隔四個(gè)礦房，開采一個(gè)礦房的方式開采；
(2)、礦房充填準(zhǔn)備礦房開采后將形成間隔45米到120米的25000米3和30000米3 的采空?qǐng)?，礦房采完后對(duì)底部結(jié)構(gòu)的出礦進(jìn)路用木板封堵，預(yù)留深水孔，采空?qǐng)霭惭b滲水管后開始充填；
(3)、充填準(zhǔn)備
按申請(qǐng)?zhí)?01210008744. 9 “一種充填采礦法的充填料槳及其制備方法”的要求，將尾礦、水泥、超微粉和采礦廢石制成的骨料制備成大于70%濃度的充填料槳通過管道加壓或者自流到準(zhǔn)備好的采空礦房進(jìn)行膠結(jié)充填，即
通過壓濾或深錐濃密的方式將20%濃度的選礦尾礦濃密為濃度65%以上的高濃度尾礦，分離的水回流到選礦流程；
再通過管道將濃密為濃度65%以上尾礦輸送到礦山硐口的充填料槳制備站，在充填料槳制備站，通過攪拌設(shè)備按各材料按重量份計(jì)的配方水泥超微粉=0. 8 0. 3 :0. 2 0.7;砂灰比為4 12 ；采礦廢渣為小于2cm的顆粒，采礦廢渣與尾礦之比不固定，制備成濃度等于或大于70%的充填料槳；通過管道加壓或者自流到準(zhǔn)備好的采空礦房進(jìn)行膠結(jié)
3非膠結(jié)充填則只用濃密為65%以上的高濃度尾礦和小于2cm的顆粒采礦廢石直接充填于采空礦房；
(4)、回采與礦房充填
采空?qǐng)霭惭b滲水管后開始充填，底部結(jié)構(gòu)部分用砂灰比為4的充填料槳進(jìn)行高強(qiáng)度充填，每次充填高度不能大于60公分，隨后進(jìn)行礦房充填，用砂灰比為10 12的充填料槳低強(qiáng)度充填，直到充填完整個(gè)空區(qū)；待充填體達(dá)到凝固要求后，再每隔四個(gè)礦房，對(duì)開采相鄰的下一個(gè)礦房回采與充填；
相鄰礦房間采用膠結(jié)和非膠結(jié)充填的方式交錯(cuò)進(jìn)行；
在整個(gè)中段礦房開采結(jié)束后開始回收上中段砥柱，在對(duì)砥柱空區(qū)部分采用的砂灰比4 的充填料槳進(jìn)行高強(qiáng)度充填，充填體的結(jié)頂采用噴射混凝土結(jié)頂，其中為加強(qiáng)充填體的穩(wěn)定性，在高強(qiáng)度充填體部分，預(yù)先施工開縫式錨桿將充填體與頂?shù)装寮訌?qiáng)聯(lián)結(jié)；
(5)、充填后的管理
在進(jìn)行充填的過程中，對(duì)不同比例的膠結(jié)充填料槳制備試壓標(biāo)準(zhǔn)件，終凝時(shí)間滿足后進(jìn)行試壓檢驗(yàn)強(qiáng)度，同時(shí)每天對(duì)充填區(qū)域巡檢并填報(bào)巡檢記錄；
充填體滲出的水通過管道集中回收到井底專用水倉(cāng)，取樣化驗(yàn)后根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的物理化學(xué)處理后排放；
建立地表位移變形監(jiān)測(cè)管理制度，隨時(shí)掌握地表變化情況，以此指導(dǎo)和調(diào)整井下充填工作。本發(fā)明的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著 1、實(shí)現(xiàn)了采礦過程的安全生產(chǎn)。2、采礦回收率從70%提高到90%以上。3、從尾礦的產(chǎn)出率和充填的需用量進(jìn)行物料平衡分析，尾礦的產(chǎn)出率為30%，而采空區(qū)的需求量為40%，因此，尾礦總量不能滿足需求，再利用礦山井巷工程施工產(chǎn)生的廢石 (不同的采礦方法有不同的采掘比)基本可實(shí)現(xiàn)總體物料平衡。這樣，完全消除了尾礦庫(kù)這一重大危險(xiǎn)源，實(shí)現(xiàn)了礦山的無廢開采。4、通過對(duì)地下采空區(qū)的充填后，有效地減小了對(duì)地表的破壞，避免了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)綠色礦山，和諧發(fā)展。更主要是達(dá)到國(guó)家環(huán)保要求，不產(chǎn)生次生危害；
5、降低了充填成本，這對(duì)于在中低品位磷礦山企業(yè)中推廣使用充填法極具現(xiàn)實(shí)意義。本發(fā)明是申請(qǐng)?zhí)?01210008744. 9 “一種充填采礦法的充填料槳及其制備方法”的具體應(yīng)用，適用于充填采礦法采礦，尤其適用于中低品位的磷礦山。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例
在甕福集團(tuán)大塘礦段的實(shí)施
礦體的賦存條件礦體平均厚度30米；傾角70-90度，巖石堅(jiān)固性系數(shù)6-8，圍巖以白云巖為主，巖石堅(jiān)固性系數(shù)8-12，礦石平均品位2296，礦山生產(chǎn)能力150萬噸/年；
(1)、礦房準(zhǔn)備采礦方法為“VCR”法和“分采分運(yùn)采礦法”，按照采礦法的要求，采用每隔四個(gè)礦房，開采一個(gè)礦房的方式開采，其中“VCR”法的礦房尺寸為長(zhǎng)為礦體水平厚度， 寬15米，高70米；“分采分運(yùn)采礦法”礦房尺寸為長(zhǎng)40米，寬為礦體水平厚度，中段高 70米，分段高18米，礦柱寬為8米；
(2)、礦房充填準(zhǔn)備礦房開采后將形成間隔45米到120米的25000米3和30000米3 的采空?qǐng)?；礦房采完后對(duì)底部結(jié)構(gòu)的出礦進(jìn)路用木板封堵，預(yù)留深水孔，采空?qǐng)霭惭b滲水管后開始充填；
(3)、充填準(zhǔn)備
距礦山七公里建有一年處理原礦350萬噸能力的選礦廠，礦山與選場(chǎng)間建有
皮帶廊運(yùn)輸?shù)V石，；選礦尾礦濃密為20%;通過壓濾的方式將20%濃度的選礦尾礦濃密為濃度65%以上的高濃度尾礦，分離的水回流到選礦流程；
再通過管道將濃密為濃度65%以上尾礦輸送到礦山硐口的充填料槳制備站，在充填料槳制備站，通過攪拌設(shè)備按各材料按重量份計(jì)的配方水泥超微粉=0. 8 0. 3 :0. 2 0.7;砂灰比為4 12 ；采礦廢渣為小于2cm的顆粒，采礦廢渣與尾礦之比不固定，制備成濃度等于或大于70%的充填料槳；通過管道加壓到準(zhǔn)備好的采空礦房進(jìn)行膠結(jié)充填；
非膠結(jié)充填則只用尾礦和采礦廢石直接充填于采空礦房；
(4)、回采與礦房充填
采空?qǐng)霭惭b滲水管后開始充填，底部結(jié)構(gòu)部分用砂灰比為4的充填料槳進(jìn)行高強(qiáng)度充填，每次充填高度不能大于60公分，隨后進(jìn)行礦房充填，用砂灰比為10 12的充填料槳低強(qiáng)度充填，直到充填完整個(gè)空區(qū)；待充填體達(dá)到凝固要求后，再每隔四個(gè)礦房，對(duì)開采相鄰的下一個(gè)礦房回采與充填；
相鄰礦房間采用膠結(jié)和非膠結(jié)充填的方式交錯(cuò)進(jìn)行；
在整個(gè)中段礦房開采結(jié)束后開始回收上中段砥柱，在對(duì)砥柱空區(qū)部分采用的砂灰比4 的充填料槳進(jìn)行高強(qiáng)度充填，充填體的結(jié)頂采用噴射混凝土結(jié)頂，為加強(qiáng)充填體的穩(wěn)定性， 在高強(qiáng)度充填體部分，預(yù)先施工開縫式錨桿將充填體與頂?shù)装寮訌?qiáng)聯(lián)結(jié)；
(5)、充填后的管理
在進(jìn)行充填的過程中，對(duì)不同比例的膠結(jié)充填料槳制備試壓標(biāo)準(zhǔn)件，終凝時(shí)間滿足后進(jìn)行試壓檢驗(yàn)強(qiáng)度，同時(shí)每天對(duì)充填區(qū)域巡檢并填報(bào)巡檢記錄；
充填體滲出的水通過管道集中回收到井底專用水倉(cāng)，取樣化驗(yàn)后根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的物理化學(xué)處理后排放；
建立地表位移變形監(jiān)測(cè)管理制度，隨時(shí)掌握地表變化情況，以此指導(dǎo)和調(diào)整井下充填工作。
權(quán)利要求
1. 一種礦山開采嗣后膠結(jié)和非膠結(jié)充填采礦方法，其特征包括(1)、礦房準(zhǔn)備按照采礦法的要求，采用每隔四個(gè)礦房，開采一個(gè)礦房的方式開采；(2)、礦房充填準(zhǔn)備礦房開采后將形成間隔45米到120米的25000米3和30000米3的采空?qǐng)?，礦房采完后對(duì)底部結(jié)構(gòu)的出礦進(jìn)路用木板封堵，預(yù)留深水孔，采空?qǐng)霭惭b滲水管后開始充填；(3)、充填準(zhǔn)備按申請(qǐng)?zhí)?01210008744. 9 “一種充填采礦法的充填料槳及其制備方法”的要求，將尾礦、水泥、超微粉和采礦廢石制成的骨料制備成大于70%濃度的充填料槳通過管道加壓或者自流到準(zhǔn)備好的采空礦房進(jìn)行膠結(jié)充填，即通過壓濾或深錐濃密的方式將20%濃度的選礦尾礦濃密為濃度65%以上的高濃度尾礦，分離的水回流到選礦流程；再通過管道將濃密為濃度65%以上尾礦輸送到礦山硐口的充填料槳制備站，在充填料槳制備站，通過攪拌設(shè)備按各材料按重量份計(jì)的配方水泥超微粉=0. 8 0. 3 :0. 2 .0.7;砂灰比為4 12 ；采礦廢渣為小于2cm的顆粒，采礦廢渣與尾礦之比不固定，制備成濃度等于或大于70%的充填料槳；通過管道加壓或者自流到準(zhǔn)備好的采空礦房進(jìn)行膠結(jié)充填；非膠結(jié)充填則只用濃密為65%以上的高濃度尾礦和小于2cm的顆粒采礦廢石直接充填于采空礦房；(4)、回采與礦房充填采空?qǐng)霭惭b滲水管后開始充填，底部結(jié)構(gòu)部分用砂灰比為4的充填料槳進(jìn)行高強(qiáng)度充填，每次充填高度不能大于60公分，隨后進(jìn)行礦房充填，用砂灰比為10 12的充填料槳低強(qiáng)度充填，直到充填完整個(gè)空區(qū)；待充填體達(dá)到凝固要求后，再每隔四個(gè)礦房，對(duì)開采相鄰的下一個(gè)礦房回采與充填；相鄰礦房間采用膠結(jié)和非膠結(jié)充填的方式交錯(cuò)進(jìn)行；在整個(gè)中段礦房開采結(jié)束后開始回收上中段砥柱，在對(duì)砥柱空區(qū)部分采用的砂灰比4的充填料槳進(jìn)行高強(qiáng)度充填，充填體的結(jié)頂采用噴射混凝土結(jié)頂，其中為加強(qiáng)充填體的穩(wěn)定性，在高強(qiáng)度充填體部分，預(yù)先施工開縫式錨桿將充填體與頂?shù)装寮訌?qiáng)聯(lián)結(jié)；(5)、充填后的管理在進(jìn)行充填的過程中，對(duì)不同比例的膠結(jié)充填料槳制備試壓標(biāo)準(zhǔn)件，終凝時(shí)間滿足后進(jìn)行試壓檢驗(yàn)強(qiáng)度，同時(shí)每天對(duì)充填區(qū)域巡檢并填報(bào)巡檢記錄；充填體滲出的水通過管道集中回收到井底專用水倉(cāng)，取樣化驗(yàn)后根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的物理化學(xué)處理后排放；建立地表位移變形監(jiān)測(cè)管理制度，隨時(shí)掌握地表變化情況，以此指導(dǎo)和調(diào)整井下充填工作。
全文摘要
一種礦山開采嗣后膠結(jié)和非膠結(jié)充填采礦方法，包括:(1)礦房準(zhǔn)備(2)礦房充填準(zhǔn)備(3)充填準(zhǔn)備將尾礦、水泥、超微粉和采礦廢石制成的骨料制備成大于70%濃度的充填料槳通過管道加壓或者自流到準(zhǔn)備好的采空礦房進(jìn)行膠結(jié)充填,非膠結(jié)充填則只用濃密為65%以上的高濃度尾礦和小于2cm的顆粒采礦廢石直接充填于采空礦房;(4)回采與礦房充填每隔四個(gè)礦房，對(duì)開采相鄰的下一個(gè)礦房回采與充填，相鄰礦房間采用膠結(jié)和非膠結(jié)充填的方式交錯(cuò)進(jìn)行;(5)充填后的管理:本發(fā)明的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著，適用于充填采礦法采礦，尤其適用于中低品位的磷礦山。
文檔編號(hào)E21F15/00GK102562068SQ20121002578
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月7日
發(fā)明者何克艦, 周文勇, 張秋煒, 甄云軍, 袁旗, 黃光柱 申請(qǐng)人:甕福(集團(tuán))有限責(zé)任公司