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
技術領域：
本發(fā)明屬于采礦技術領域，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，且要求生產能力大、效率高的金屬礦體開米。
背景技術：
隨著充填技術和無軌設備的不斷進步與發(fā)展，機械化上向水平充填采礦法和進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工作時通風困難、單個工作面生產效率低、勞動強度大、采切工程量大、采礦工序循環(huán)繁瑣、中段內回采分層數(shù)多導致采場支護工程量大，澆面層多水泥耗量大等缺點與不足。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，針對盤區(qū)機械化上向分層充填采礦法和進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,勞動強度低,安全性好的特點。本發(fā)明的技術方案如下
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；
回采中段高50m，采用下盤脈外無軌采準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)絡道與脈外斜坡道相通，采場分段聯(lián)絡巷聯(lián)接采場與各分段平巷，脈外出礦橫巷與中段出礦溜井相聯(lián)通，構成下盤脈外無軌采準系統(tǒng)；在采場中央沿礦體傾向掘進充填回風天井作為回風及充填通道，并設置一條與所述充填回風天井相通的回風平巷；采用采場分段聯(lián)絡巷+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，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處拉長錨索支護巷道至整個礦房寬；在長錨索支護巷道內利用長錨索對上盤進行護頂；護頂后，利用淺眼壓采三角礦體；第一分段在鑿巖巷道內采用中深孔落礦9m，每次爆破后鏟出部分礦石，其余礦石暫留在采場內形成頂部具有I. 5^2m空頂空間的礦堆；然后從上一分段平巷掘進采場分段聯(lián)絡道至留礦堆表面，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，同時用長錨索支護上盤頂板；護頂后，在第一分段底部用鏟運機集中出礦，然后采用灰砂比I :6 1 8的尾砂膠結充填體充填，并預留3. 5nT4m的空頂空間作為下分段作業(yè)和爆破的補償空間；每分段充填時須有澆面層，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，直至整個礦房回采完畢并膠結充填接頂。在礦房和礦柱第一分段底部構筑鋼筋混凝土假底18，鋼筋直徑012_，網度
0.25mX0. 25m，混凝土強度為 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，鑿巖和出礦工序均在支護體下進行，回采安全性高。(2)、回米成本低。本發(fā)明回米時，礦房礦柱內回米分段少，在錨桿支護工程量少，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集中，極大的提高了時間和設備的利用率，回采效率高。(4)、礦石損失率低。不設盤區(qū)結構，以礦塊中相鄰6 8個礦房礦柱為單位組織生產，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。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明進行進一步說明。本發(fā)明采礦方法的技術方案如下
I、沿礦體走向將礦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，礦塊內不設盤區(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方式，其技術要點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)絡道與脈外斜坡道相通，采場分段聯(lián)絡巷4聯(lián)接采場與各分段平巷3，脈外出礦橫巷2與中段出礦溜井I相聯(lián)通，構成下盤脈外無軌采準系統(tǒng)；在采場中央沿礦體傾向掘進充填回風天井8作為回風及充填通道，并設置一條與所述充填回風天井8相通的回風平巷11。采用采場分段聯(lián)絡巷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個礦房同步向上回采；第一分段回采時，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處拉長錨索支護巷道10至整個礦房寬；在長錨索支護巷道10內利用長錨索15對上盤進行護頂；護頂后，利用淺眼壓采三角礦體；第一分段在鑿巖巷道14內采用中深孔13落礦9m，每次爆破后鏟出部分礦石，其余礦石暫留在采場內形成頂部具有I. 5^2m空頂空間的礦堆；然后從上一分段平巷掘進采場分段聯(lián)絡道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，同時用長錨索15支護上盤頂板；護頂后，在第一分段底部用鏟運機集中出礦，然后采用灰砂比I :6 1 8的尾砂膠結充填體6充填，并預留3. 5nT4m的空頂空間作為下分段作業(yè)和爆破的補償空間；為保證無軌設備行走安全和減少礦石貧損，每分段充填時須有澆面層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，直至整個礦房回采完畢并膠結充填接頂，如圖2、3、4所示。4、礦房回米充填后進行相鄰3 4個礦柱的回米。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，回采時在第一分段底部構筑鋼筋 混凝土假底18并預留3m厚的頂柱9，鋼筋混凝土假底18強度C15，厚度為0. 5m。以下將結合具體操作實例對本發(fā)明做進一步詳細說明
三山島金礦直屬礦區(qū)是我國生產規(guī)模較大的地下黃金礦山，生產能力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。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個礦房礦柱為開采單位組織生產，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)絡道+中段溜井集中出礦的無軌采準系統(tǒng)，每隔IOm設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)絡道與采場相通，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，首先掘進中段運輸巷12，然后掘進斜坡道，在斜坡道聯(lián)絡道處沿礦體走向按IOm左右垂高掘進分段平巷3，之后掘進下盤中段出礦溜井1，在分段平巷中垂直礦體走向掘進采場分段聯(lián)絡巷4直到礦體下盤邊界。中段內礦體分5個分段，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4個礦房同步向上回采。礦房回采時，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的長錨索支護巷道10至整個礦房寬；在長錨索支護巷道10內對上盤進行長錨索15護頂；護頂后，以鑿巖巷道和長錨索支護巷道10為自由面和補償空間，利用淺眼壓采完三角礦體；在鑿巖巷道內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內形成頂部具有I. 5^2m空頂空間的留礦堆；然后從上一分段平巷掘進采場分段聯(lián)絡道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護頂，用長錨索15支護上盤頂板；護頂后，在第一分段底部用鏟運機集中出礦，然后采用灰砂比I :6 1 8的水泥尾砂膠結充填并預留3. 5nT4m的空頂空間作為下分段作業(yè)和爆破的補償空間；為保證無軌設備行走安全和減少礦石貧損，每分段充填時須有澆面層，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，直
至整個礦房回采完畢并膠結充填接頂。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，其回采方法是采準工作完成后，先拉鑿巖巷道14。4個礦房或礦柱同步進行，用DL330-5中深孔設備鑿巖設打中深孔;2#銨油炸藥非電毫秒差雷管起爆；ToRo3. 5m3鏟運機出礦；Robolt H518錨桿臺車進行錨桿護頂。礦柱回采方法與方式均與礦房相同，礦柱第一分段膠結充填，其余分段尾砂充填。
5、對于第一分段，為確保采場安全，提高資源回收率，可在礦房和礦柱第一分段底部構筑鋼筋混凝土假底18，鋼筋直徑O 12mm，網度0. 25mX0. 25m，混凝土強度為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，各分段充填時需要預留3. 5^4m的空頂高度，以作下一分段回采時作業(yè)和爆破補償空間。分段采場充填時，除礦柱第二分段及以上分段采場采用尾砂充填夕卜，其余礦房和礦柱各分段采場均采用普通水泥尾砂膠結充填，充填配比為I :6 1 :8，為保證無軌設備在充填體上行走安全和減少礦石貧損率，每分段充填時要求有澆面層，其厚度
0.3 0. 5m，灰砂比I :4 I :6。7、充填前做好充填準備。先構筑充填隔離墻，然后架設充填管，當充填準備工作完成后再進行充填。
權利要求
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； 回采中段高50m，采用下盤脈外無軌采準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)絡道與脈外斜坡道相通，采場分段聯(lián)絡巷聯(lián)接采場與各分段平巷，脈外出礦橫巷與中段出礦溜井相聯(lián)通，構成下盤脈外無軌采準系統(tǒng)；在采場中央沿礦體傾向掘進充填回風天井作為回風及充填通道，并設置一條與所述充填回風天井相通的回風平巷；采用采場分段聯(lián)絡巷+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，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處拉長錨索支護巷道至整個礦房寬；在長錨索支護巷道內利用長錨索對上盤進行護頂；護頂后，利用淺眼壓采三角礦體；第一分段在鑿巖巷道內采用中深孔落礦9m，毎次爆破后鏟出部分礦石，其余礦石暫留在采場內形成頂部具有I. 5^2m空頂空間的礦堆；然后從上一分段平巷掘進采場分段聯(lián)絡道至留礦堆表面，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，同時用長錨索支護上盤頂板；護頂后，在第一分段底部用鏟運機集中出礦，然后采用灰砂比I :6 1 8的尾砂膠結充填體充填，并預留3. 5nT4m的空頂空間作為下分段作業(yè)和爆破的補償空間；每分段充填時須有澆面層，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，直至整個礦房回采完畢并膠結充填接頂。
3.如權利要求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筑鋼筋混凝土假底18，鋼筋直徑Φ12πιπι，網度O. 25mX0. 25m,混凝土強度為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個礦房礦柱為單位組織生產；由脈外斜坡道+脈外分段平巷+分段聯(lián)絡道+脈外中段溜井構成脈外無軌采準系統(tǒng)；礦房礦柱均采用中深孔爆破落礦后，鏟出一部分礦石，其余礦石暫留采場內形成頂部具有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，于礦石堆上進行壓采出礦、錨桿或錨網支護頂板以及長錨索支護上盤破碎圍巖；護頂后集中出礦，然后進行水泥尾砂膠結充填至3.5~4m位置；如此反復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。
文檔編號E21C41/16GK102678121SQ201210157329
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權日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 申請人:中南大學, 山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司三山島金礦