專利名稱：無盤區(qū)中深孔留礦分層控頂嗣后充填采礦法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于采礦技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種無盤區(qū)中深孔留礦分層控頂嗣后充填采礦法。該方法主要適用于礦體極厚大，礦巖較穩(wěn)固，且要求生產(chǎn)能力大、效率高的金屬礦體開米。
背景技術(shù)：
隨著充填技術(shù)和無軌設(shè)備的不斷進(jìn)步與發(fā)展，機(jī)械化上向水平充填采礦法和進(jìn)路充填采礦法因具有礦石回收效率高，頂板暴露面積小，特別適合不穩(wěn)固復(fù)雜礦體開采而成為厚大破碎礦體的首選采礦方法。但是上述兩種方法都存在多工作面同時(shí)工作時(shí)通風(fēng)困難、單個(gè)工作面生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、采切工程量大、采礦工序循環(huán)繁瑣、中段內(nèi)回采分層數(shù)多導(dǎo)致采場(chǎng)支護(hù)工程量大，澆面層多水泥耗量大等缺點(diǎn)與不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)盤區(qū)機(jī)械化上向分層充填采礦法和進(jìn)路充填采礦法中的缺陷，提供一種無盤區(qū)中深孔留礦分層控頂嗣后充填采礦法，具有回采效率高，采礦成本低，貧化損失率小,勞動(dòng)強(qiáng)度低,安全性好的特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種無盤區(qū)中深孔留礦分層控頂嗣后充填采礦法，其特征在于
將礦體沿走向劃分為間隔布置的礦房礦柱，以61組礦房礦柱為單位組織生產(chǎn)；
回采中段高50m，采用下盤脈外無軌采準(zhǔn)方式自下而上開采平行礦體下盤邊界布置分段平巷，各分段平巷通過斜坡道聯(lián)絡(luò)道與脈外斜坡道相通，采場(chǎng)分段聯(lián)絡(luò)巷聯(lián)接采場(chǎng)與各分段平巷，脈外出礦橫巷與中段出礦溜井相聯(lián)通，構(gòu)成下盤脈外無軌采準(zhǔn)系統(tǒng)；在采場(chǎng)中央沿礦體傾向掘進(jìn)充填回風(fēng)天井作為回風(fēng)及充填通道，并設(shè)置一條與所述充填回風(fēng)天井相通的回風(fēng)平巷；采用采場(chǎng)分段聯(lián)絡(luò)巷+分段平巷+中段溜礦井的出礦系統(tǒng)，將礦石通過豎井或主斜坡道提升至地表；
第一分段回采時(shí)，先在礦房底部垂直礦體走向拉鑿巖巷道至礦體上盤邊界，在靠近上盤邊界4m處拉長錨索支護(hù)巷道至整個(gè)礦房寬；在長錨索支護(hù)巷道內(nèi)利用長錨索對(duì)上盤進(jìn)行護(hù)頂；護(hù)頂后，利用淺眼壓采三角礦體；第一分段在鑿巖巷道內(nèi)采用中深孔落礦9m，每次爆破后鏟出部分礦石，其余礦石暫留在采場(chǎng)內(nèi)形成頂部具有I. 5^2m空頂空間的礦堆；然后從上一分段平巷掘進(jìn)采場(chǎng)分段聯(lián)絡(luò)道至留礦堆表面，于留礦堆上壓采2. (T2. 5m厚礦體，控制爆破使頂板形成1/4三心拱，并在留礦堆上出礦并用錨桿支護(hù)，同時(shí)用長錨索支護(hù)上盤頂板；護(hù)頂后，在第一分段底部用鏟運(yùn)機(jī)集中出礦，然后采用灰砂比I :6 1 8的尾砂膠結(jié)充填體充填，并預(yù)留3. 5nT4m的空頂空間作為下分段作業(yè)和爆破的補(bǔ)償空間；每分段充填時(shí)須有澆面層，澆面層的灰砂比為I :4 1 :6，厚度0. 3^0. 5m。
后續(xù)分段回采方式與第一分段相同，且直接在前一分段充填澆面層上打上向垂直中深孔落礦；如此反復(fù)，直至整個(gè)礦房回采完畢并膠結(jié)充填接頂。在礦房和礦柱第一分段底部構(gòu)筑鋼筋混凝土假底18，鋼筋直徑012_，網(wǎng)度
0.25mX0. 25m，混凝土強(qiáng)度為 C15，厚度 0. 5m，
本發(fā)明的積極效果在于
(I)、回采安全性高。無盤區(qū)中深 孔留礦分層控頂嗣后充填采礦法回采時(shí)，鑿巖和出礦工序均在支護(hù)體下進(jìn)行，回采安全性高。(2)、回米成本低。本發(fā)明回米時(shí)，礦房礦柱內(nèi)回米分段少，在錨桿支護(hù)工程量少，充填澆面少，水泥耗量小，中深孔落礦炸藥單耗低，回采成本低。(3)、回采效率高。本發(fā)明采用分段回采，中深孔落礦，分層控頂后集中出礦，嗣后充填使循環(huán)工序大大減少且生產(chǎn)集中，極大的提高了時(shí)間和設(shè)備的利用率，回采效率高。(4)、礦石損失率低。不設(shè)盤區(qū)結(jié)構(gòu)，以礦塊中相鄰6 8個(gè)礦房礦柱為單位組織生產(chǎn)，減少了盤區(qū)間柱，降低了礦石的損失率。


圖I為本發(fā)明采礦方法的原理示意圖。圖2為圖I的II —II剖面圖。圖3為圖I的III一III剖面圖。圖4為圖I的IV—IV剖面圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。本發(fā)明采礦方法的技術(shù)方案如下
I、沿礦體走向?qū)⒌V塊劃分為間隔布置的礦房、礦柱，礦房、礦柱寬均為IOm;以6 8組礦房礦柱為開采單位組織生產(chǎn)，礦塊內(nèi)不設(shè)盤區(qū)，沿走向連續(xù)采礦，如圖I。2、回采中段高50m，自下而上開采。采用下盤脈外無軌采準(zhǔn)方式，其技術(shù)要點(diǎn)是平行礦體下盤邊界布置分段平巷3，各分段平巷3通過斜坡道聯(lián)絡(luò)道與脈外斜坡道相通，采場(chǎng)分段聯(lián)絡(luò)巷4聯(lián)接采場(chǎng)與各分段平巷3，脈外出礦橫巷2與中段出礦溜井I相聯(lián)通，構(gòu)成下盤脈外無軌采準(zhǔn)系統(tǒng)；在采場(chǎng)中央沿礦體傾向掘進(jìn)充填回風(fēng)天井8作為回風(fēng)及充填通道，并設(shè)置一條與所述充填回風(fēng)天井8相通的回風(fēng)平巷11。采用采場(chǎng)分段聯(lián)絡(luò)巷4+分段平巷3+中段溜礦井I的出礦系統(tǒng)，將礦石5通過豎井或主斜坡道提升至地表，如圖2、3、4所
/Jn o3、先將:T4個(gè)礦房同步向上回采；第一分段回采時(shí)，先在礦房底部垂直礦體走向拉鑿巖巷道14至礦體上盤邊界，在靠近上盤邊界4m處拉長錨索支護(hù)巷道10至整個(gè)礦房寬；在長錨索支護(hù)巷道10內(nèi)利用長錨索15對(duì)上盤進(jìn)行護(hù)頂；護(hù)頂后，利用淺眼壓采三角礦體；第一分段在鑿巖巷道14內(nèi)采用中深孔13落礦9m，每次爆破后鏟出部分礦石，其余礦石暫留在采場(chǎng)內(nèi)形成頂部具有I. 5^2m空頂空間的礦堆；然后從上一分段平巷掘進(jìn)采場(chǎng)分段聯(lián)絡(luò)道3至留礦堆表面，于留礦堆上壓采2. (T2. 5m厚礦體，控制爆破使頂板形成1/4三心拱，并在留礦堆上出礦并用錨桿16支護(hù)，同時(shí)用長錨索15支護(hù)上盤頂板；護(hù)頂后，在第一分段底部用鏟運(yùn)機(jī)集中出礦，然后采用灰砂比I :6 1 8的尾砂膠結(jié)充填體6充填，并預(yù)留3. 5nT4m的空頂空間作為下分段作業(yè)和爆破的補(bǔ)償空間；為保證無軌設(shè)備行走安全和減少礦石貧損，每分段充填時(shí)須有澆面層17，澆面層17的灰砂比為I :4 1 :6，厚度0. 3^0. 5m。后續(xù)分段回采方式與第一分段相同，且直接在前一分段充填澆面層17上打上向垂直中深孔落礦；如此反復(fù)，直至整個(gè)礦房回采完畢并膠結(jié)充填接頂，如圖2、3、4所示。4、礦房回米充填后進(jìn)行相鄰3 4個(gè)礦柱的回米。礦柱回米方法與礦房回米相同，礦柱第一分段采用灰砂比為I :6 1 8的尾砂膠結(jié)充填體6充填，其余分段采用尾砂充填體7充填。5、為確保下一中段回采安全，提高資源回收率，回采時(shí)在第一分段底部構(gòu)筑鋼筋 混凝土假底18并預(yù)留3m厚的頂柱9，鋼筋混凝土假底18強(qiáng)度C15，厚度為0. 5m。以下將結(jié)合具體操作實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明
三山島金礦直屬礦區(qū)是我國生產(chǎn)規(guī)模較大的地下黃金礦山，生產(chǎn)能力3500t/d。礦體走向62°，傾向南東，傾角33飛7°，平均46°，由北向南傾角有逐漸變陡趨勢(shì)。礦體平均厚30m，局部60m，最大水平厚度近100m。礦石品位I. 52^12. 53g/t，平均3. 26g/t，目前主要回米_400m中段以下礦體。具體實(shí)施步驟是
I、在三山島直屬礦區(qū)-555nT-510m中段，礦體傾角35° 45°，礦體平均厚度29m，采用無盤區(qū)中深孔留礦分層控頂嗣后充填采礦法，將礦體沿走向劃分為間隔布置為礦房和礦柱，礦房、礦柱寬均為10m，以6 8個(gè)礦房礦柱為開采單位組織生產(chǎn)，中段高50m。2、礦山采用豎井+斜坡道的開拓方式。為配合無軌機(jī)械化采礦，在礦體下盤布置脈外斜坡道+分段平巷+分段聯(lián)絡(luò)道+中段溜井集中出礦的無軌采準(zhǔn)系統(tǒng)，每隔IOm設(shè)置一條脈外分段平巷，分段平巷與斜坡道聯(lián)通；通過分段聯(lián)絡(luò)道與采場(chǎng)相通，通過出礦橫巷與溜井相通。如圖I、圖2、圖3和圖4所示。具體施工為，首先掘進(jìn)中段運(yùn)輸巷12，然后掘進(jìn)斜坡道，在斜坡道聯(lián)絡(luò)道處沿礦體走向按IOm左右垂高掘進(jìn)分段平巷3，之后掘進(jìn)下盤中段出礦溜井1，在分段平巷中垂直礦體走向掘進(jìn)采場(chǎng)分段聯(lián)絡(luò)巷4直到礦體下盤邊界。中段內(nèi)礦體分5個(gè)分段，分段高10m。3、礦塊采用自下而上的方式回采。分段回采高度11. 5 12m，礦塊內(nèi)4個(gè)礦房同步向上回采。礦房回采時(shí)，先在礦房第一分段底部垂直礦體走向拉4mX 3. 5m(寬X高)的鑿巖巷道14至礦體上盤邊界，在靠近上盤邊界4m處拉4mX 3. 5m的長錨索支護(hù)巷道10至整個(gè)礦房寬；在長錨索支護(hù)巷道10內(nèi)對(duì)上盤進(jìn)行長錨索15護(hù)頂；護(hù)頂后，以鑿巖巷道和長錨索支護(hù)巷道10為自由面和補(bǔ)償空間，利用淺眼壓采完三角礦體；在鑿巖巷道內(nèi)采用上向扇形中深孔落礦9m，分3次爆破，前兩次每次爆破5 7排孔，剩余礦體一次爆破，每次爆破后鏟出部分礦石，其余礦石暫留在采場(chǎng)內(nèi)形成頂部具有I. 5^2m空頂空間的留礦堆；然后從上一分段平巷掘進(jìn)采場(chǎng)分段聯(lián)絡(luò)道3至留礦堆表面，于留礦堆上壓采2. (T2. 5m厚礦體，控制爆破使頂板形成1/4三心拱，并在留礦堆上出礦以及用錨桿或錨網(wǎng)護(hù)頂，用長錨索15支護(hù)上盤頂板；護(hù)頂后，在第一分段底部用鏟運(yùn)機(jī)集中出礦，然后采用灰砂比I :6 1 8的水泥尾砂膠結(jié)充填并預(yù)留3. 5nT4m的空頂空間作為下分段作業(yè)和爆破的補(bǔ)償空間；為保證無軌設(shè)備行走安全和減少礦石貧損，每分段充填時(shí)須有澆面層，其灰砂比為I :4 1 :6，厚度0. 3^0. 5m;后續(xù)分段回采方式與第一分段相同，且直接在前一分段充填澆面上打上向垂直中深孔落礦；如此反復(fù)，直
至整個(gè)礦房回采完畢并膠結(jié)充填接頂。4、礦房、礦柱用無盤區(qū)留礦分層空頂嗣后充填采礦法回采時(shí)，其回采方法是采準(zhǔn)工作完成后，先拉鑿巖巷道14。4個(gè)礦房或礦柱同步進(jìn)行，用DL330-5中深孔設(shè)備鑿巖設(shè)打中深孔;2#銨油炸藥非電毫秒差雷管起爆；ToRo3. 5m3鏟運(yùn)機(jī)出礦；Robolt H518錨桿臺(tái)車進(jìn)行錨桿護(hù)頂。礦柱回采方法與方式均與礦房相同，礦柱第一分段膠結(jié)充填，其余分段尾砂充填。
5、對(duì)于第一分段，為確保采場(chǎng)安全，提高資源回收率，可在礦房和礦柱第一分段底部構(gòu)筑鋼筋混凝土假底18，鋼筋直徑O 12mm，網(wǎng)度0. 25mX0. 25m，混凝土強(qiáng)度為C15，厚度0. 5m,為下一中段頂柱9回采提供安全環(huán)境。6、分段回采完，各分段充填時(shí)需要預(yù)留3. 5^4m的空頂高度，以作下一分段回采時(shí)作業(yè)和爆破補(bǔ)償空間。分段采場(chǎng)充填時(shí)，除礦柱第二分段及以上分段采場(chǎng)采用尾砂充填夕卜，其余礦房和礦柱各分段采場(chǎng)均采用普通水泥尾砂膠結(jié)充填，充填配比為I :6 1 :8，為保證無軌設(shè)備在充填體上行走安全和減少礦石貧損率，每分段充填時(shí)要求有澆面層，其厚度
0.3 0. 5m，灰砂比I :4 I :6。7、充填前做好充填準(zhǔn)備。先構(gòu)筑充填隔離墻，然后架設(shè)充填管，當(dāng)充填準(zhǔn)備工作完成后再進(jìn)行充填。
權(quán)利要求
1.一種無盤區(qū)中深孔留礦分層控頂嗣后充填采礦法，其特征在于 將礦體沿走向劃分為間隔布置的礦房礦柱，以61組礦房礦柱為單位組織生產(chǎn)； 回采中段高50m，采用下盤脈外無軌采準(zhǔn)方式自下而上開采平行礦體下盤邊界布置分段平巷，各分段平巷通過斜坡道聯(lián)絡(luò)道與脈外斜坡道相通，采場(chǎng)分段聯(lián)絡(luò)巷聯(lián)接采場(chǎng)與各分段平巷，脈外出礦橫巷與中段出礦溜井相聯(lián)通，構(gòu)成下盤脈外無軌采準(zhǔn)系統(tǒng)；在采場(chǎng)中央沿礦體傾向掘進(jìn)充填回風(fēng)天井作為回風(fēng)及充填通道，并設(shè)置一條與所述充填回風(fēng)天井相通的回風(fēng)平巷；采用采場(chǎng)分段聯(lián)絡(luò)巷+分段平巷+中段溜礦井的出礦系統(tǒng)，將礦石通過豎井或主斜坡道提升至地表； 第一分段回采時(shí)，先在礦房底部垂直礦體走向拉鑿巖巷道至礦體上盤邊界，在靠近上 盤邊界4m處拉長錨索支護(hù)巷道至整個(gè)礦房寬；在長錨索支護(hù)巷道內(nèi)利用長錨索對(duì)上盤進(jìn)行護(hù)頂；護(hù)頂后，利用淺眼壓采三角礦體；第一分段在鑿巖巷道內(nèi)采用中深孔落礦9m，毎次爆破后鏟出部分礦石，其余礦石暫留在采場(chǎng)內(nèi)形成頂部具有I. 5^2m空頂空間的礦堆；然后從上一分段平巷掘進(jìn)采場(chǎng)分段聯(lián)絡(luò)道至留礦堆表面，于留礦堆上壓采2. (Γ2. 5m厚礦體，控制爆破使頂板形成1/4三心拱，并在留礦堆上出礦并用錨桿支護(hù)，同時(shí)用長錨索支護(hù)上盤頂板；護(hù)頂后，在第一分段底部用鏟運(yùn)機(jī)集中出礦，然后采用灰砂比I :6 1 8的尾砂膠結(jié)充填體充填，并預(yù)留3. 5nT4m的空頂空間作為下分段作業(yè)和爆破的補(bǔ)償空間；每分段充填時(shí)須有澆面層，澆面層的灰砂比為I :4 1 :6，厚度O. 3^0. 5m。
2.后續(xù)分段回采方式與第一分段相同，且直接在前一分段充填澆面層上打上向垂直中深孔落礦；如此反復(fù)，直至整個(gè)礦房回采完畢并膠結(jié)充填接頂。
3.如權(quán)利要求I所述的無盤區(qū)中深孔留礦分層控頂嗣后充填采礦法，其特征在于在礦房和礦柱第一分段底部構(gòu)筑鋼筋混凝土假底18，鋼筋直徑Φ12πιπι，網(wǎng)度O. 25mX0. 25m,混凝土強(qiáng)度為C15，厚度O. 5m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無盤區(qū)中深孔留礦分層控頂嗣后充填采礦法。將礦體沿走向劃分為間隔布置的礦房礦柱，6~8個(gè)礦房礦柱為單位組織生產(chǎn)；由脈外斜坡道+脈外分段平巷+分段聯(lián)絡(luò)道+脈外中段溜井構(gòu)成脈外無軌采準(zhǔn)系統(tǒng)；礦房礦柱均采用中深孔爆破落礦后，鏟出一部分礦石，其余礦石暫留采場(chǎng)內(nèi)形成頂部具有1.5~2m空頂空間的礦堆；在礦堆上壓采一層2.0~2.5m厚礦體，利用控制爆破形成1/4三心拱形頂板，于礦石堆上進(jìn)行壓采出礦、錨桿或錨網(wǎng)支護(hù)頂板以及長錨索支護(hù)上盤破碎圍巖；護(hù)頂后集中出礦，然后進(jìn)行水泥尾砂膠結(jié)充填至3.5~4m位置；如此反復(fù)直至礦塊回采完并接頂充填。本發(fā)明具有安全高效、低貧損、低成本等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21C41/16GK102678121SQ201210157329
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者何順斌, 修國林, 劉志祥, 周韜, 彭康, 李夕兵, 李威, 杜飛, 楊竹周, 王劍波, 王善飛, 趙國彥 申請(qǐng)人:中南大學(xué), 山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司三山島金礦