專利名稱：地下礦山大產(chǎn)能、低成本嗣后充填采礦方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種地下礦山采礦方法，尤其是涉及ー種大型地下礦山高效開采的嗣后充填采礦方法。適用于非煤井下礦山利用有限礦體分布面積提高開采強(qiáng)度，擴(kuò)大生產(chǎn)能力，降低采礦生產(chǎn)和空區(qū)充填處理成本。
背景技術(shù)：
金屬礦山地下開采采礦方法有三類基本方法一是空場法，ニ是崩落法，三是充填 法。各種采礦方法具有各自使用條件空場采礦方法，生產(chǎn)能力大，采礦成本低，安全性差；充填采礦方法生產(chǎn)能力低，生產(chǎn)成本高，常用于開采高價值礦石；崩落采礦方法生產(chǎn)能力高，但損失貧化大，要求地表允許塌陷。在我國礦產(chǎn)資源以低品位礦石為主的前提下，選用生產(chǎn)能力高，開采成本低的采礦方法具有廣泛的應(yīng)用前景。目前國內(nèi)試驗了空場采礦嗣后充填的采礦方法，取得了顯著的成績，主要有下向大孔階段空場采礦嗣后充填采礦方法、分段空場采礦嗣后充填采礦方法、礦房采礦嗣后充填采礦方法等，但是還是普遍存在著生產(chǎn)能力和生產(chǎn)成本的限制，主要是采場采用ニ步驟回采，在一歩驟回采后要采用高強(qiáng)度尾砂進(jìn)行膠結(jié)處理采空區(qū)，為ニ步驟回采創(chuàng)造條件，這樣造成成本的増加和エ藝復(fù)雜，阻礙了地下礦山的進(jìn)ー步提高產(chǎn)能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，而提供ー種地下礦山大產(chǎn)能、低成本嗣后充填采礦方法。利用盤區(qū)空場嗣后充填的開采方法，對井下礦段劃分成盤區(qū)開采，盤區(qū)內(nèi)劃分連續(xù)采場進(jìn)行回采，利用尾砂對整個盤區(qū)內(nèi)采空區(qū)進(jìn)行充填處理，既解決井下充填開采生產(chǎn)能力低的矛盾，又降低了采場充填成本，大大簡化盤區(qū)生產(chǎn)的エ序，減少了尾砂充填膠結(jié)材料的用量，同時消除空區(qū)存在的安全隱患。為實現(xiàn)本發(fā)明上述目的，本發(fā)明地下礦山大產(chǎn)能、低成本嗣后充填采礦方法通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
1)將井下厚大礦段組合劃分為多個開采盤區(qū)；
2)在各個盤區(qū)劃分成3飛個連續(xù)采場，在盤區(qū)邊緣劃出ー個盤區(qū)間柱，垂直方向上布置有盤區(qū)頂柱和盤區(qū)底柱；
3)按照采準(zhǔn)工程設(shè)計完成相應(yīng)的采準(zhǔn)工程完成沿脈巷道、穿脈巷道、人行通風(fēng)天井、溜井、出礦巷道、出礦進(jìn)路、拉底巷道，根據(jù)礦巖情況，進(jìn)行巷道支護(hù)，保證支護(hù)質(zhì)量；
4)中深孔拉底形成塹溝利用礦房拉底巷道采用中深孔爆破、切割形成拉底空間，最終形成采場塹溝；
5)盤區(qū)采場回采落礦采用鑿巖爆破爆落礦石，自重落于塹溝；
6)利用底部結(jié)構(gòu)將礦石鏟運(yùn)至溜井卸礦在出礦進(jìn)路中通過井下鏟運(yùn)機(jī)鏟裝塹溝中將爆落礦石倒入溜井；
7)盤區(qū)采場回采出礦完畢重復(fù)5)、6)エ序，利用遙控鏟運(yùn)機(jī)解決殘礦的裝運(yùn)問題，直至盤區(qū)采場出礦完畢；
8)盤區(qū)采場尾砂膠結(jié)充填、達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度對盤區(qū)采場通道封閉，封閉墻強(qiáng)度滿足設(shè)計要求后，通過充填巷道對盤區(qū)采場實施尾砂膠結(jié)充填，形成盤區(qū)充填體，保證充填接頂效果;
9)回采相鄰盤區(qū)內(nèi)的采場對已經(jīng)開采完畢的盤區(qū)采場進(jìn)行尾砂膠結(jié)充填、達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度，再重復(fù)4)、5)、6)、7)エ序，回采相鄰盤區(qū)采場；
10)相鄰盤區(qū)采場尾砂充填采用尾砂充填對相鄰盤區(qū)采場進(jìn)行充填；
11)布置盤區(qū)間柱采準(zhǔn)工程根據(jù)工程地質(zhì)及井下礦巖穩(wěn)定情況，進(jìn)行盤區(qū)間柱回收設(shè)計，布置相應(yīng)采準(zhǔn)工程；
12)部分回收盤區(qū)間柱根據(jù)設(shè)計及工程狀況，采用淺孔或中深孔回收盤區(qū)間柱中部分 礦石資源，至回收結(jié)束；
13)盤區(qū)間柱充填封閉相關(guān)通道，對盤區(qū)間柱回收后留下的空間進(jìn)行充填，消除采空區(qū)。“盤區(qū)空場”是在將厚大礦段劃分成盤區(qū)，采用空場法采礦，簡化回采エ藝，提高采場生產(chǎn)能力。上述ー個盤區(qū)內(nèi)的采場數(shù)量一般為3飛個，大多情況下為4飛個。所述開采盤區(qū)所處礦段礦體和圍巖堅固穩(wěn)定、完整性好，完整性系數(shù)不小于O. 8，抗壓強(qiáng)度不小于80MPa。本發(fā)明可以利用有限礦體分布面積提高開采強(qiáng)度，擴(kuò)大生產(chǎn)能力，降低采礦生產(chǎn)和空區(qū)充填處理成本。本發(fā)明地下礦山大產(chǎn)能、低成本嗣后充填采礦方法采用以上技術(shù)方案后，具有以下積極效果
1)采用盤區(qū)空場嗣后充填的開采方法，對井下礦段劃分成盤區(qū)開采，解決井下充填法開采生產(chǎn)能力低的矛盾；
2)利用尾砂對已有采空區(qū)進(jìn)行充填處理，降低了采場充填成本，簡化盤區(qū)生產(chǎn)的エ
序;
3)將尾礦(尾砂)充填于地下采空區(qū)，減少了向尾礦庫排放的尾礦量，實現(xiàn)了少廢或無廢開采，為建設(shè)生態(tài)礦山起了示范作用。


圖I為本發(fā)明地下礦山大產(chǎn)能、低成本嗣后充填采礦方法的原理與布置縱向投影圖。圖2為本發(fā)明地下礦山大產(chǎn)能、低成本嗣后充填采礦方法的原理與底部結(jié)構(gòu)布置圖。圖3為本發(fā)明地下礦山大產(chǎn)能、低成本嗣后充填采礦方法的生產(chǎn)エ藝流程圖。附圖標(biāo)記為
I ー盤區(qū)；2 —盤區(qū)米場；3 —盤區(qū)間柱；4 一盤區(qū)頂柱；5 —盤區(qū)底柱；6 —盤區(qū)充填體；7 ー礦石；8 —沿脈巷道；9 一穿脈巷道；10 —出礦巷道；11 一米場塹溝；12 —出礦進(jìn)路；13 一人行通風(fēng)天井；14 一溜井；15 —充填巷道；16 —拉底巷道。
具體實施例方式為進(jìn)一歩描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明地下礦山大產(chǎn)能、低成本嗣后充填采礦方法作進(jìn)ー步詳細(xì)描述。由圖I所示的本發(fā)明地下礦山大產(chǎn)能、低成本嗣后充填采礦方法的原理與布置縱向投影圖和圖2所示的本發(fā)明地下礦山大產(chǎn)能、低成本嗣后充填采礦方法的原理與底部結(jié)構(gòu)布置圖看出，本發(fā)明方法將井下厚大礦段組合劃分為多個開采盤區(qū)1，在各個盤區(qū)劃分成3飛個連續(xù)采場2，在盤區(qū)I邊緣劃出ー個盤區(qū)間柱3， 垂直方向上布置有盤區(qū)頂柱4和盤區(qū)底柱5，盤區(qū)底柱5的側(cè)面為斜面。沿脈巷道8布置在采場的兩側(cè)，沿脈巷道8的側(cè)邊布設(shè)有溜井14和人行通風(fēng)天井13 ;所述的盤區(qū)頂柱4內(nèi)設(shè)有充填巷道15 ;在沿脈巷道8之間的設(shè)有穿脈巷道9、出礦巷道10、拉底巷道16，穿脈巷道9位于盤區(qū)間柱3底部，出礦巷道10位于盤區(qū)底柱5內(nèi)；拉底巷道16位于盤區(qū)底柱5之間，拉底巷道16采用中深孔爆破、切割形成拉底空間，最終形成采場塹溝11 ;在采場塹溝11、出礦巷道10之間設(shè)有出礦進(jìn)路12。所述盤區(qū)I長度6(Tl00m、盤區(qū)間柱3寬度2(T30m ;盤區(qū)采場2數(shù)量4 6個；每個盤區(qū)米場2寬度10 18m、長度30 90m、高度40 90m ;盤區(qū)頂柱4和盤區(qū)底柱5的高度分別為l(Tl5m。采用這種參數(shù)，既有利于提高開采效率，又可保證采場安全。盤區(qū)采場2內(nèi)礦石7通過爆破落到采場塹溝11中，鏟運(yùn)機(jī)通過出礦巷道10，在出礦進(jìn)路12中裝礦，運(yùn)至沿脈巷道8卸入溜井14?；夭沙龅V完畢后，尾砂通過充填巷道15，經(jīng)過管道充填至空區(qū)，形成盤區(qū)充填體6。由圖3所示的本發(fā)明地下礦山大產(chǎn)能、低成本嗣后充填采礦方法的生產(chǎn)エ藝流程圖并結(jié)合圖I、圖2看出，本發(fā)明地下礦山大產(chǎn)能、低成本嗣后充填采礦方法按照以下エ藝流程進(jìn)行
1)將井下厚大礦段組合劃分為多個開采盤區(qū)I;
2)在各個盤區(qū)I劃分成3飛個連續(xù)采場2，在盤區(qū)I邊緣劃出ー個盤區(qū)間柱3，垂直方向上布置有盤區(qū)頂柱4和盤區(qū)底柱5 ；
3)按照采準(zhǔn)工程設(shè)計完成相應(yīng)的采準(zhǔn)工程完成沿脈巷道8、穿脈巷道9、人行通風(fēng)天井13、溜井14、出礦巷道10、出礦進(jìn)路12、拉底巷道16，根據(jù)礦巖情況，進(jìn)行巷道支護(hù)，保證支護(hù)質(zhì)量；
4)中深孔拉底形成塹溝11:利用礦房拉底巷道16采用中深孔爆破、切割形成拉底空間，最終形成采場塹溝11 ;
5)盤區(qū)采場2回采落礦采用鑿巖爆破爆落礦石7，自重落于塹溝11；
6)利用底部結(jié)構(gòu)將礦石7鏟運(yùn)至溜井14卸礦在出礦進(jìn)路12中通過井下鏟運(yùn)機(jī)鏟裝塹溝11中將爆落礦石7倒入溜井14 ；
7)盤區(qū)采場2回采出礦完畢重復(fù)5)、6)エ序，利用遙控鏟運(yùn)機(jī)解決殘礦的裝運(yùn)問題，直至盤區(qū)采場2出礦完畢；
8)盤區(qū)采場2尾砂膠結(jié)充填、達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度對盤區(qū)采場2通道封閉，封閉墻強(qiáng)度滿足設(shè)計要求后，通過充填巷道15對盤區(qū)采場2實施尾砂膠結(jié)充填，形成盤區(qū)充填體6，保證充填接頂效果；
9)回采相鄰盤區(qū)I內(nèi)采場2:對已經(jīng)開采完畢的盤區(qū)采場2進(jìn)行尾砂膠結(jié)充填、達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度，重復(fù)4)、5)、6)、7)エ序，回采相鄰盤區(qū)采場2 ；
10)相鄰盤區(qū)采場2尾砂充填采用尾砂充填對相鄰盤區(qū)采場2進(jìn)行充填；
11)布置盤區(qū)間柱3采準(zhǔn)工程根據(jù)工程地質(zhì)及井下礦巖穩(wěn)定情況，進(jìn)行盤區(qū)間柱3回收設(shè)計，布置相應(yīng)采準(zhǔn)工程；
12)部分回收盤區(qū)間柱3:根據(jù)設(shè)計 及工程狀況，采用淺孔或中深孔回收盤區(qū)間柱3中部分礦石資源，至回收結(jié)束；
13)盤區(qū)間柱3充填封閉相關(guān)通道，對盤區(qū)間柱3回收后留下的空間進(jìn)行充填，消除采空區(qū)。
權(quán)利要求
1.一種地下礦山大產(chǎn)能、低成本嗣后充填采礦方法，其特征在于按照以下工藝流程進(jìn)行 1)將井下厚大礦段組合劃分為多個開采盤區(qū)(I); 2)在各個盤區(qū)(I)劃分成3飛個連續(xù)采場(2)，在盤區(qū)(I)邊緣劃出一個盤區(qū)間柱(3)，垂直方向上布置有盤區(qū)頂柱(4)和盤區(qū)底柱(5)； 3)按照采準(zhǔn)工程設(shè)計完成相應(yīng)的采準(zhǔn)工程完成沿脈巷道(8)、穿脈巷道(9)、人行通風(fēng)天井(13)、溜井(14)、出礦巷道(10)、出礦進(jìn)路(12)、拉底巷道(16)，根據(jù)礦巖情況，進(jìn)行巷道支護(hù)，保證支護(hù)質(zhì)量； 4)中深孔拉底形成塹溝(11):利用礦房拉底巷道(16)采用中深孔爆破、切割形成拉底空間，最終形成采場塹溝(11); 5)盤區(qū)采場(2)回采落礦采用鑿巖爆破爆落礦石(7)，自重落于采場塹溝(11)； 6)利用底部結(jié)構(gòu)將礦石(7)鏟運(yùn)至溜井(14)卸礦在出礦進(jìn)路(12)中通過井下鏟運(yùn)機(jī)鏟裝塹溝(11)中將爆落礦石(7)倒入溜井(14); 7)盤區(qū)采場(2)回采出礦完畢重復(fù)5)、6)工序，利用遙控鏟運(yùn)機(jī)解決殘礦的裝運(yùn)問題，直至盤區(qū)采場(2)出礦完畢； 8)盤區(qū)采場(2)尾砂膠結(jié)充填、達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度對盤區(qū)采場(2)通道封閉，封閉墻強(qiáng)度滿足設(shè)計要求后，通過充填巷道(15)對盤區(qū)采場(2)實施尾砂膠結(jié)充填，形成盤區(qū)充填體(6)，保證充填接頂效果； 9)回采相鄰盤區(qū)(I)內(nèi)采場(2):對已經(jīng)開采完畢的盤區(qū)采場(2)進(jìn)行尾砂膠結(jié)充填、達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度，重復(fù)4)、5)、6)、7)工序，回采相鄰盤區(qū)采場(2)； 10)相鄰盤區(qū)采場(2)尾砂充填采用尾砂充填對相鄰盤區(qū)采場(2)進(jìn)行充填； 11)布置盤區(qū)間柱(3)采準(zhǔn)工程根據(jù)工程地質(zhì)及井下礦巖穩(wěn)定情況，進(jìn)行盤區(qū)間柱(3)回收設(shè)計，布置相應(yīng)采準(zhǔn)工程； 12)部分回收盤區(qū)間柱(3):根據(jù)設(shè)計及工程狀況，采用淺孔或中深孔回收盤區(qū)間柱(3)中部分礦石資源，至回收結(jié)束； 13)盤區(qū)間柱(3)充填封閉相關(guān)通道，對盤區(qū)間柱(3)回收后留下的空間進(jìn)行充填，消除采空區(qū)。
2.如權(quán)利要求I所述的地下礦山大產(chǎn)能、低成本嗣后充填采礦方法，其特征在于所述盤區(qū)(I)長度6(Tl00m、盤區(qū)間柱(3)寬度2(T30m ;盤區(qū)采場(2)數(shù)量4 6個；每個盤區(qū)采場(2)寬度10 18m、長度30 90m、高度40 90m ;盤區(qū)頂柱(4)和盤區(qū)底柱(5)的高度分別為l(Tl5m。
3.如權(quán)利要求I或2所述的地下礦山大產(chǎn)能、低成本嗣后充填采礦方法的采場結(jié)構(gòu)，其特征在于上述一個盤區(qū)(I)內(nèi)的采場(2 )數(shù)量為4飛個。
4.如權(quán)利要求3所述的地下礦山大產(chǎn)能、低成本嗣后充填采礦方法的采場結(jié)構(gòu)，其特征在于所述開采盤區(qū)所處礦段礦體和圍巖堅固穩(wěn)定、完整性好，完整性系數(shù)不小于O. 8，抗壓強(qiáng)度不小于80MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種地下礦山大產(chǎn)能、低成本嗣后充填采礦方法，井下將礦段劃分為盤區(qū)(1)，盤區(qū)(1)內(nèi)劃分成3~6個連續(xù)采場(2)和一個盤區(qū)間柱(3)，垂直方向上布置有盤區(qū)頂柱(4)和盤區(qū)底柱(5)，盤區(qū)采場(2)內(nèi)礦石(7)通過爆破落到采場塹溝(11)中，鏟運(yùn)機(jī)通過出礦巷道(10)，在出礦進(jìn)路(12)中裝礦，運(yùn)至沿脈巷道(8)卸入溜井(14)?；夭沙龅V完畢后，尾砂通過充填巷道(15)，經(jīng)過管道充填至空區(qū)，形成盤區(qū)充填體(6)。盤區(qū)采場(2)充填完畢后，再回采相鄰盤區(qū)采場(2)并嗣后充填形成的空區(qū)。相鄰盤區(qū)采場(2)充填完畢后，再行回收部分盤區(qū)間柱(3)，并對盤區(qū)間柱形成的空區(qū)加以充填，最終消除空區(qū)。本發(fā)明可以利用有限礦體分布面積提高開采強(qiáng)度，擴(kuò)大生產(chǎn)能力，降低采礦生產(chǎn)和空區(qū)充填處理成本。
文檔編號E21C41/16GK102704934SQ20121017021
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者劉培正, 喻六平, 張傳信, 張顯, 胡永泉, 趙繼銀, 郭金峰 申請人:中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司