[发明专利]露天坑尾砂胶结充填治理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及留有露天境界顶柱的露天转地下矿山的治理方法，特别是一种露天坑尾砂胶结充填治理的方法。

背景技术

随着浅部资源的逐渐枯竭，国内很多金属矿山均面临着露天转地下开采这一特定的开采时期。随之而来的露天转地下开采边坡岩体滑移及边坡的安全稳定问题；部分非法采空区与露天坑底形成透点，露天坑，露天边坡雨季汇水进入非法采空区后通过断层、节理和裂隙渗流至井下，既影响井下施工的安全，又增加了排水的费用，对矿山的安全生产影响重大。合理解决露天采坑遗留的安全问题，已成为露天转地下后采用空场法和充填法开采矿山安全生产的保障。另一方面随着露天转地下的开采，尾矿排放量大，尾矿库容积不足，出现尾矿无法排放的情况和建设尾矿库时征地困难这一系列问题的出现，影响日常生产工作顺利进行，严重制约矿山发展，利用尾矿处理露天采坑，能达到露天坑的安全治理，减弱地下开采与周边重要构筑物的影响，解决尾矿库的建设与征地问题，是一个很好的治理方法。

本发明治理的露天坑属于影响型露天坑，利用尾砂治理主要有尾砂干堆和尾砂胶结充填两种方法，目前常用的方法为前者，但其需要增加矿浆浓缩脱水设备，增加费用和管理工作。采用尾砂胶结充填治理露天采坑，相当于将其看做一个大的采场空区进行充填，对于露天转地下采用充填法的矿山实施简便可行，但是其结构参数的确定不同于地下充填采场结构参数。

发明内容

本发明就是针对留有露天境界顶柱的露天转地下矿山，地下采用充填采矿方法的影响型露天坑采用尾砂胶结充填治理方案的确定。

确定了治理方案结构参数包括充填料浆灰砂比与浓度、充填总高度、阶段高度、分层高度、不同阶段充填料浆灰砂比。

结构参数的确定通过以下技术方案实现：

1) 露天坑尾砂胶结充填料浆的灰砂比和浓度的选择，依据矿山充填系统输出性能稳定的配比等级与料浆浓度来确定。

选择露天坑边帮危险区域，采用有限元理论分析其稳定程度，圈定潜在滑移区域的最上水平，得出治理高度H₁。

根据矿山采矿方法、生产能力和服务年限，计算出尾砂富余量，根据露天坑现状计算存放富余尾砂的高度H₂

H₁，H₂的最大值为露天坑充填总高度，H_总。

本发明应用于留有露天境界顶柱的露天转地下矿山。露天采坑胶结充填治理阶段高度的确定是在考虑回收境界顶柱资源的基础上，运用三带理论进行计算。

设计境界顶柱回收的采矿方法，确定空区高度H_空。

根据空区高度，计算出冒落带高度，H_冒，H_冒=H_空/(K-1) ，K为岩石松散系数。

根据空区高度，计算出裂隙带高度，H_裂，H_d=AH_空/( BH_空+C)，A，B，C是与岩体力学特性相关的系数。

阶段高度，H_阶，H_阶=D(H_冒+ H_裂)，D为安全系数，1.5~2.5。

分层高度的确定，依据矿山选场尾砂排放与地下矿山尾砂消耗能力，计算尾砂富余量，同时考虑便于滤水工程施工，确定充填分层高度。