[发明专利]深井特厚大破碎矿体盘区阶梯式无间柱连续充填采矿法

说明书

技术领域

本发明涉及一种充填采矿法，特别是涉及一种深井特厚大破碎矿 体盘区阶梯式无间柱连续充填采矿法，该方法主要适用于深井高应力 环境、矿体特厚大破碎、矿体长度短且生产能力大、采矿效率高、贫 化损失率低的金属矿床机械化开采。

技术背景

充填采矿法具有矿石回收率高，顶板暴露面积小，特别适合不稳 固复杂矿体开采而成为厚大破碎矿体的首选采矿方法。随着科学技术 不断进步和发展，充填采矿法实现了采场机械化回采和充填，原来的 低产、低效、劳动强度大的弱点已逐渐演变成高产、高效和劳动强度 低的现代化开采方法。目前充填采矿法已具有分层充填、分段充填和 阶段充填的完整体系。针对不同适用条件与开采技术特点，选择采用 不同充填采矿法，对降低贫化损失与保障采矿安全具有重要意义。

深井特厚大破碎矿体，主要存在着岩体埋藏深、应力大、矿岩破 碎、采场允许暴露面积小、作业安全性差、单位面积采矿强度低、生 产能力上不去等问题，若采用常规上向进路充填法开采，则存在着生 产相互干扰、通风困难、劳动效率低、生产能力小、安全性差等不足， 因此必须对传统的上向进路法进行改革与技术创新，创造性提出深井 特厚大破碎矿体盘区阶梯式无间柱连续充填采矿法，在安全前提下， 以此实现破碎厚大矿体的高效经济开采。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适用于深井高应力、矿体特 厚大、矿岩破碎，且安全性高、生产能力大、效率高、贫损低的金属 矿床机械化开采的深井特厚大破碎矿体盘区阶梯式无间柱连续充填 采矿法。

为了解决上述技术难题，本发明提供的深井特厚大破碎矿体盘区 阶梯式无间柱连续充填采矿法，在深井(埋深600m以上)、特厚大(厚 100m左右)破碎矿体中央布置脉内运输巷，将矿体分为前后二部分。 矿体采用下盘脉外无轨采准系统，前部盘区依靠在后部盘区垂直矿体 走向掘进的联络道和划分前后部盘区的脉内运输巷(用作分层联络 道)实现人员设备出入、出矿、支护、充填与通风。后部盘区依靠矿 体下盘布置的分段平巷和沿矿体下盘边界布置的分层联络道实现矿 体回采。沿矿体走向划分盘区，每个盘区宽40～100m，长为矿体厚度 的1/2，一般40～60m；矿块中段高50m，分段高13.5m；盘区内划分 一步二步进路，进路高4.5m；一步进路宽4.0～7.0m，二步进路宽 4.0～5.0m。盘区之间无间柱，一二步进路间隔布置，先采一步进路， 后采二步进路，进路回采用液压凿岩台车打眼、铲运机出矿、锚杆台 车支护等，凿岩、出矿、支护、充填等在同一水平内连续交替进行， 各工序互不影响，从而作业干扰少、设备利用率高。回采时先采前部 盘区，后采后部盘区，前后盘区有三个分层约10.0～15.0m的高程差， 在垂高方向上呈阶梯状，具有作业面数量多，采场数量增加了一倍， 且设备相互影响小，管理简单，单位面积回采强度大，生产能力高等 特点。盘区内一步进路用胶结充填，二步进路用分级尾砂充填，进路 要求充填接顶并使用高灰砂比充填料浇面。对于采场第一分层进路， 用灰砂比1∶4的水泥尾砂胶结充填，充填高度2.0m，其余用灰砂比 1∶10的水泥尾砂胶结充填，最后0.3m～0.5m空间用灰砂比1∶4的水 泥尾砂充填浇面并接顶；一步进路用灰砂比1∶10的水泥尾砂胶结充 填，二步进路用尾砂充填；在充填尾砂中加入高强度充填胶凝材料- 充填C料，使充填浇面层抗压强度达到4.0～5.0MPa。

本发明的有益效果：

①开采安全性高

本发明针对深井高应力、矿岩破碎的特点，选择采用了暴露面积 小、作业安全的巷道式开采方法，确保了深井厚大破碎矿体开采安全。

②资源损失少

采用充填C料作浇面层胶凝剂，使充填浇面层强度达到4.0～ 5.0MPa，铲运机出矿不破坏充填体，确保矿石不混入充填体内，减少 矿石二次贫损；盘区内不设间柱与条柱，实现盘区间连续开采，减少 资源一次损失。试验表明：矿石贫化率5.9％，损失率5.61％。

③机械化程度高、劳动强度低

生产中采用无轨采准系统，配备凿岩台车、铲运机及锚杆台车等 先进采矿设备，不仅机械化程度高，而且各工艺平行交替进行，设备 利用率高，工人劳动强度低。

④回采强度大、效率高、生产能力大