本發(fā)明屬于地下礦山開采領域，特別涉及一種保安隔離礦柱回收方法。

背景技術：

在礦山生產(chǎn)過程中，出于不同開采技術條件、不同技術原因會留設各種不同類型的隔離保安礦柱：露采轉地采或露采、地采同時進行時，須在露天坑底和地采范圍之間留設保安隔離礦柱；礦石含硫高且上部曾自燃或正在自燃的礦體回采時，須在自燃范圍和正?；夭蓞^(qū)域之間留設防火隔離礦柱；大水礦床或水體下礦體回采時，須在正?；夭蓞^(qū)域和水體之間留設保安隔水礦柱。上述各種類型的礦柱統(tǒng)稱為保安隔離礦柱，其在垂直方向上通常厚達幾十米，礦量十分可觀。

上述保安隔離礦柱在礦山前期開采過程中不會進行回收，通常在礦山開采尾期且安全隱患解除后再進行回收。由于歷經(jīng)較長的回采周期，受自然風化、上下部開采擾動、地下水等多方面不利因素的影響，其開采技術條件已大大惡化。目前常用空場法或崩落法進行回采?？請龇ㄈ藛T設備安全條件差，且礦石損失率高達40～60％；崩落法人員設備安全性好，但礦石損失率達20～30％，貧化率高達30～40％。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種回采作業(yè)安全、礦石損失貧化小的保安隔離礦柱回收方法。

本發(fā)明提供的這種保安隔離礦柱回收方法，包括如下步驟：

(1)、將保安隔離礦柱在縱向上自下而上劃分為ⅱ區(qū)和ⅰ區(qū)分兩步驟進行回采，第一步回采下部ⅱ區(qū)礦體，第二步回采上部ⅰ區(qū)礦體；

(2)、ⅱ區(qū)礦體采用兩步驟分段空場嗣后充填法、分層充填法或進路充填法進行回采；

(3)、ⅰ區(qū)礦體分上、下兩層進行回采；下層回采時，分一期、二期進路交錯回采，第一步回采一期進路，進路空區(qū)膠結充填接頂，第二步回采二期進路，進路空區(qū)不充填；上層回采時，以下層二期進路作為鑿巖出礦進路，施工上向扇形炮孔，并在端部形成切割槽，然后以切割槽為自由面和補償空間后退式崩礦，崩落礦石由鏟運機經(jīng)二期進路端頭鏟出。

所述步驟(2)中的兩步驟分段空場嗣后充填法包括如下步驟：

1)將ⅱ區(qū)礦體沿走向劃分為礦塊，將礦塊劃分為一步驟礦房與二步驟礦柱，將一步驟礦房與二步驟礦柱均分分段進行回采，在二步驟礦柱與一步驟礦房之間的礦塊底部開掘底部出礦巷道，在各礦塊底部開掘出礦進路和集礦塹溝，在各一步驟礦房、二步驟礦柱頂部中央垂直礦體走向掘進充填聯(lián)巷，在各二步驟礦柱分段底部垂直礦體走向的中央掘進分段鑿巖巷；

2)回采一步驟礦房，采用ygz-90鉆機或鑿巖臺車在集礦塹溝和分段鑿巖巷中施工上向扇形中深孔，崩落礦石由鏟運機經(jīng)底部出礦巷道、出礦進路鏟出，下分段空區(qū)采用高強度充填體進行充填，以上各分段采用膠結充填體進行充填；

3)回采二步驟礦柱，采用ygz-90鉆機或鑿巖臺車在集礦塹溝和分段鑿巖巷中施工上向扇形中深孔，崩落礦石由鏟運機經(jīng)底部出礦巷道、出礦進路鏟出，下分段空區(qū)采用高強度充填體進行充填，以上各分段采用非膠結充填體進行充填。

為保證本發(fā)明回采時的安全，在所述步驟(1)中，在ⅱ區(qū)礦體回采之前，采用充填體對其下部回采區(qū)域進行充填，充填要求接頂；當保安隔離礦柱上部為采空區(qū)時，在ⅱ區(qū)礦體回采之前或同時，對采空區(qū)進行充填或崩落，形成隔離層。

在所述步驟(3)中，ⅰ區(qū)礦體下層回采劃分一期、二期進路時，結合ⅱ區(qū)礦體回采時充填聯(lián)巷布置形式及位置，將該充填聯(lián)巷位置劃分為一期進路。

在所述步驟(2)中，ⅱ區(qū)礦體采空區(qū)充填時要求與ⅰ區(qū)礦體充填接頂。

所述步驟(3)中的ⅰ區(qū)礦體下層一期、二期進路回采時，視礦巖穩(wěn)固情況采用錨桿、噴漿、掛網(wǎng)、錨索或聯(lián)合支護方式對進路進行支護。

所述步驟(1)中的ⅰ區(qū)礦體垂直方向上厚度為6～8m。

所述步驟(3)中ⅰ區(qū)礦體回采時分層高度為3～4m，下層一期進路跨度3～5m，下層二期進路跨度3m。

當ⅱ區(qū)礦體采用兩步驟分段空場嗣后充填法進行回采時，采用三角礦柱作為平底出礦結構；待ⅰ區(qū)礦體回采完畢后，在底部出礦巷道中施工扇形中深孔，后退式崩礦，鏟運機自出礦巷端部出礦，回收底部平底出礦結構三角礦柱。

當所述步驟(2)中ⅱ區(qū)礦體的垂直高度上厚度較小或礦巖穩(wěn)固性較差時，采用分層充填法或進路充填法進行回采。

與現(xiàn)有采礦方法和技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：

1、將保安隔離礦柱在縱向上劃分為ⅱ區(qū)和ⅰ區(qū)分兩步驟進行回采，先利用特定的充填法回采ⅱ區(qū)礦體，人員都在巷道中鑿巖作業(yè)，安全性好；再對ⅰ區(qū)礦體進行分層、分期進路回采，以下層二期進路作為鑿巖出礦進路并施工上向扇形炮孔，人機都不在空場內(nèi)作業(yè)，能夠保證人員的安全。

2、將礦體劃分成連續(xù)的回采區(qū)以及連續(xù)分層，對各區(qū)及各層均采取邊采邊充填的方式對礦體進行回收，不僅能更大限度的回收國家的有用資源，使礦石損失率較常規(guī)空場法有大幅度提升，同時貧化率較崩落法顯著降低，提高開采效率的同時保證礦體回收的安全生產(chǎn)。

本發(fā)明作業(yè)安全，礦石回收率高、損失貧化小，能夠最大限度地實現(xiàn)保安隔離礦柱安全經(jīng)濟高效回收，特別適用于礦石品位高、經(jīng)濟價值好的保安隔離礦柱回收。

附圖說明

圖1為本發(fā)明ⅱ區(qū)礦體回采結構示意圖。

圖2為本發(fā)明ⅰ區(qū)礦體下層回采結構示意圖。

圖3為圖2a-a處結構示意圖。

圖4為本發(fā)明ⅰ區(qū)礦體上層回采結構示意圖。

圖5為圖4b-b處結構示意圖。

圖6為本發(fā)明ⅱ區(qū)礦體平底出礦結構回采結構示意圖。

圖中示出的標記及所對應的構件名稱為：1、底部出礦巷道；2、出礦進路；3、集礦塹溝；4、三角礦柱；5、充填體；6、高強度充填體；7、非膠結充填體；8、隔離層；9、充填聯(lián)巷；10、膠結充填體；11、扇形中深孔；12、分段鑿巖巷；13、一期進路；14、二期進路；15、扇形炮孔；16、崩落礦石。

具體實施方式

從圖1至圖6可以看出，本發(fā)明這種保安隔離礦柱回收方法，包括如下步驟：

(1)、將保安隔離礦柱在縱向上自下而上劃分為ⅱ區(qū)和ⅰ區(qū)分兩步驟進行回采，第一步回采下部ⅱ區(qū)礦體，第二步回采上部ⅰ區(qū)礦體；

(2)、ⅱ區(qū)礦體采用兩步驟分段空場嗣后充填法、分層充填法或進路充填法進行回采；

(3)、ⅰ區(qū)礦體分上、下兩層進行回采；下層回采時，分一期、二期進路交錯回采，第一步回采一期進路13，進路空區(qū)膠結充填接頂，第二步回采二期進路14，進路空區(qū)不充填；上層回采時，以下層二期進路14作為鑿巖出礦進路，施工上向扇形炮孔15，并在端部形成切割槽，然后以切割槽為自由面和補償空間后退式崩礦，崩落礦石16由鏟運機經(jīng)二期進路14端頭鏟出。

實施例一

從圖1至圖6可以看出，本發(fā)明這種保安隔離礦柱回收方法，包括如下步驟：

(1)、將保安隔離礦柱在縱向上自下而上劃分為ⅱ區(qū)和ⅰ區(qū)分兩步驟進行回采，ⅰ區(qū)礦體垂直方向上厚度為6～8m；第一步回采下部ⅱ區(qū)礦體，第二步回采上部ⅰ區(qū)礦體；在ⅱ區(qū)礦體回采之前，須為其回采創(chuàng)造安全必要條件，即采用充填體5對其下部回采區(qū)域進行充填，充填要求接頂；當保安隔離礦柱上部為采空區(qū)時，ⅱ區(qū)礦體回采之前或同時，須為ⅰ區(qū)礦體回采創(chuàng)造安全必要條件，即對采空區(qū)進行充填或崩落，形成隔離層8；

(2)、ⅱ區(qū)礦體采用兩步驟分段空場嗣后充填法進行回采，該兩步驟分段空場嗣后充填法包括如下步驟：

1)將ⅱ區(qū)礦體沿走向劃分為礦塊，將礦塊劃分為一步驟礦房與二步驟礦柱，將一步驟礦房與二步驟礦柱均分分段進行回采，在二步驟礦柱與一步驟礦房之間的礦塊底部開掘底部出礦巷道1，在各礦塊底部開掘出礦進路2和集礦塹溝3，在各一步驟礦房、二步驟礦柱頂部中央垂直礦體走向掘進充填聯(lián)巷9，在各二步驟礦柱分段底部垂直礦體走向的中央掘進分段鑿巖巷12；

2)回采一步驟礦房，采用ygz-90鉆機或鑿巖臺車在集礦塹溝3和分段鑿巖巷12中施工上向扇形中深孔11，崩落礦石由鏟運機經(jīng)底部出礦巷道1、出礦進路2鏟出，下分段空區(qū)采用高強度充填體6進行充填，以上各分段采用膠結充填體10進行充填，膠結充填體10需與ⅰ區(qū)礦體充填接頂；

3)回采二步驟礦柱，采用ygz-90鉆機或鑿巖臺車在集礦塹溝3和分段鑿巖巷12中施工上向扇形中深孔11，崩落礦石由鏟運機經(jīng)底部出礦巷道1、出礦進路2鏟出，下分段空區(qū)采用高強度充填體6進行充填，以上各分段采用非膠結充填體7進行充填，非膠結充填體7需與ⅰ區(qū)礦體充填接頂；

(3)、ⅰ區(qū)礦體分上、下兩層進行回采，分層高度為3～4m；

下層回采時，分一期進路13、二期進路14交錯回采，進路劃分時需結合ⅱ區(qū)礦體回采時充填聯(lián)巷9的布置形式及位置，將該充填聯(lián)巷9的位置劃分為一期進路13，其中下層一期進路13跨度3～5m，下層二期進路14跨度3m；第一步回采一期進路13，進路空區(qū)膠結充填接頂；第二步回采二期進路14，進路空區(qū)不充填；在一期進路13和二期進路14回采時，視礦巖穩(wěn)固情況采用錨桿、噴漿、掛網(wǎng)、錨索或聯(lián)合支護方式對進路進行支護；

上層回采時，以下層二期進路14作為鑿巖出礦進路，施工上向扇形炮孔15，并在端部形成切割槽，然后以切割槽為自由面和補償空間后退式崩礦，崩落礦石16由鏟運機經(jīng)二期進路14端頭鏟出。

(4)在ⅱ區(qū)礦體各礦塊底部開掘三角礦柱作為平底出礦結構；待ⅰ區(qū)礦體回采完畢后，在底部出礦巷道1中施工扇形中深孔，后退式崩礦，鏟運機自出礦巷道1端部出礦，回收底部平底出礦結構三角礦柱4。

實施例二

本發(fā)明這種保安隔離礦柱回收方法，包括如下步驟：

(1)、將保安隔離礦柱在縱向上自下而上劃分為ⅱ區(qū)和ⅰ區(qū)分兩步驟進行回采，ⅰ區(qū)礦體垂直方向上厚度為6～8m；第一步回采下部ⅱ區(qū)礦體，第二步回采上部ⅰ區(qū)礦體；在ⅱ區(qū)礦體回采之前，須為其回采創(chuàng)造安全必要條件，即采用充填體5對其下部回采區(qū)域進行充填，充填要求接頂；當保安隔離礦柱上部為采空區(qū)時，ⅱ區(qū)礦體回采之前或同時，須為ⅰ區(qū)礦體回采創(chuàng)造安全必要條件，即對采空區(qū)進行充填或崩落，形成隔離層8；

(2)、ⅱ區(qū)礦體的垂直高度上厚度較小或礦巖穩(wěn)固性較差，采用分層充填法或進路充填法對ⅱ區(qū)礦體進行回采，在ⅱ區(qū)礦體底部開掘出礦巷道；

(3)、ⅰ區(qū)礦體分上、下兩層進行回采，分層高度為3～4m；

如圖2和圖3所示，下層回采時，分一期進路13、二期進路14交錯回采，其中下層一期進路13跨度3～5m，下層二期進路14跨度3m；第一步回采一期進路13，進路空區(qū)膠結充填接頂；第二步回采二期進路14，進路空區(qū)不充填；在一期進路13和二期進路14回采時，視礦巖穩(wěn)固情況采用錨桿、噴漿、掛網(wǎng)、錨索或聯(lián)合支護方式對進路進行支護；

如圖4和圖5所示，上層回采時，以下層二期進路14作為鑿巖出礦進路，施工上向扇形炮孔15，并在端部形成切割槽，然后以切割槽為自由面和補償空間后退式崩礦，崩落礦石16由鏟運機經(jīng)二期進路14端頭鏟出。

(4)待ⅰ區(qū)礦體回采完畢后，在ⅱ區(qū)礦體底部出礦巷道中施工扇形中深孔，后退式崩礦，鏟運機自出礦巷道端部出礦。