适合于极复杂矿体开采的进路式上向水平分层充填采矿法

摘要

一种适合于极复杂矿体开采的进路式上向水平分层充填采矿法，首先进行矿体的矿块划分，在矿体的底部预留8m高的底柱，矿体的顶部开设回风巷道，再进行采准施工，包括先在底柱中开设运输巷道，沿运输巷道分别向上开设设备井、人行井、矿石溜井通往采场，其特征是：采矿区矿体下盘与矿体平底，与运输巷道同一垂面掘出辅助作业巷道宽4m，高2.8m，施工完后，向上充填通风天井连通回风巷道，然后进行采矿施工，采矿施工是通过一次进路与二次进路等距离交叉掘进，上向回采，交叉填充直至采到矿体的顶部；本发明综合了传统的上向水平充填采矿法和上向进路充填采矿法的优点，能在极复杂地质条件下低成本回收矿石资源，特别适合于铜铁及贵金属的矿山开采。

权利要求

1.适合于极复杂矿体开采的进路式上向水平分层充填采矿法，首先进行矿体的矿块划分，并在矿体的底部预留8m高的底柱，矿体的顶部开设回风巷道，再进行采准施工，包括先在底柱中开设运输巷道，并沿运输巷道分别向上开设设备井、人行井、矿石溜井通往采场，其特征是：采矿区矿体下盘与矿体平底，并与运输巷道同一垂面掘出辅助作业巷道宽4m，高2.8m，施工完后，向上开设充填通风天井连通回风巷道，然后进行采矿施工，包括：第一步，从辅助作业巷道开始沿矿体掘进若干道宽2.8m×高2.4m的一层一次进路，两两一层一次进路之间间隔2.8m；第二步，沿所有一层一次进路上采宽2.8m×高2.4m的二层一次进路；第三步，将一层一次进路与二层一次进路一起胶结充填并与采场顶板接顶；第四步，在两两一层一次进路之间掘进若干道宽2.8m×高2.4m的一层二次进路；第五步，沿所有一层二次进路进行上采宽2.8m×高2.4m的二层二次进路，并沿辅助作业巷道上采宽4m×高2.4m的巷道进路；第六步，整体充填所有一层二次进路及辅助作业巷道，并将辅助作业巷道区域内的人行井、设备井、矿石溜井向上延伸；第七步，沿所有二层二次进路上采宽

2.8m×高2.4m的三层二次进路，一个分层的采矿工作完毕；第八步，将二层二次进路与三层二次进路及顶板一起全胶结充填；如此方式循环上采，直至采到矿体的顶部，然后进行接顶充填。

2.根据权利要求1所述的适合于极复杂矿体开采的进路式上向水平分层充填采矿法，其特征是：所述采矿施工的第六步中，充填时，离一层一次进路顶板0.5m以上采用胶结充填，以下采用尾砂充填。

说明书

适合于极复杂矿体开采的进路式上向水平分层充填采矿法

[0001] ㈠技术领域：本发明涉及有色金属矿山开采施工技术，尤其是一种适合于极复杂矿体开采的进路式上向水平分层充填采矿法。

[0002] ㈡背景技术：随着社会经济的快速发展，人们对矿产资源的需求是越来越大，尤其是进入21世纪以后，现代化的采装设备在矿山的推广与使用，更是加剧了矿产资源开发的速度。据不完全统计，世界每年矿山的平均下降为10到15m。按照这样的开采速度，许多矿山已经步入了中后期的开采阶段，这种形势将对矿山可持续发展并不是很有利。许多矿山开始考虑将以前放弃开采的资源重新利用起来，这将是一笔可观的经济和社会财富。从大多数工程实践来看，极复杂难采矿体资源主要是以下几种情况：

[0003] （1）一些资源处于矿体的边缘，经常会遇到这样或者那样的技术难题，回采起来受很大的制约；

[0004] （2）一些资源以前由于开采难度大，地质条件不好而被放弃开采，现在重新回收利用起来，选择合适的回采工艺依然是很复杂的工程技术问题；

[0005] （3）许多矿体矿房充分回采后，丢弃了大量的矿柱，现在重新考虑回收这些矿柱，但受以前开采的影响，许多工程地质被严重破坏，开采起来也是很大的技术难题。

[0006] 工程实践表明这些矿体资源都处于极不稳固的岩体中，采场内裂隙节理极发育，断层滑移面较多，岩体流变性很强，允许暴露的面积很小，在这样的岩体中掘进进路时，顶板和侧帮岩体就很容易垮落，经常出现悬顶。实践表明，崩落法和空场法是明显不适宜这样地质条件的开采；点柱式上向水平充填采矿法成本较低，但由于顶板暴露面积较大，不适宜这种地质条件的开采；传统上向分层进路充填法开拓量大，采矿一般隔一采一，采充间隔时间较长，可以用于不稳固矿体开采，但对充填材料要求很高，成本较大，一般仅适用于贵重金属开采。

[0007] 综上所述，许多采矿方法在这样的地质条件下显得失效，再加上许多矿体都是处于主矿体边缘或者是残留一些地质条件极复杂未采矿体，既不能形成大规模开采，也不可能做大量开拓和采准工作。一般来说在安全允许的条件下，应尽量选择低成本回收矿石的采矿方法。

[0008] ㈢发明内容：本发明的目的就是要解决地质复杂矿体开采困难的问题，提供一种开采成本低，适合于极复杂矿体开采的进路式上向水平分层充填采矿法。

[0009] 本发明的具体方案是：适合于极复杂矿体开采的进路式上向水平分层充填采矿法，首先进行矿体的矿块划分，并在矿体的底部预留8m高的底柱，矿体的顶部开设回风巷道，再进行采准施工，包括先在底柱中开设运输巷道，并沿运输巷道分别向上开设设备井、人行井、矿石溜井通往采场，其特征是：采矿区矿体下盘与矿体平底，并与运输巷道同一垂面掘出辅助作业巷道宽4m，高2.8m，施工完后，向上开设充填通风天井连通回风巷道，然后进行采矿施工，包括：第一步，从辅助作业巷道开始沿矿体掘进若干道宽2.8m×高2.4m的一层一次进路，两两一层一次进路之间间隔2.8m；第二步，沿所有一层一次进路上采宽2.8m×高2.4m二层一次进路；第三步，将一层一次进路与二层一次进路一起胶结充填并与采场顶板接顶；第四步，在两两一层一次进路之间掘进若干道宽2.8m×高2.4m的一层二次进路；第五步，沿所有一层二次进路进行上采宽2.8m×高2.4m的二层二次进路，并沿辅助作业巷道上采宽4m×高2.4m的巷道进路；第六步，整体充填所有一层二次进路及辅助作业巷道，并将辅助作业巷道区域内的人行井、设备井、矿石溜井向上延伸；第七步，沿所有二层二次进路上采宽2.8m×高2.4m的三层二次进路，一个分层的采矿工作完毕；第八步，将二层二次进路与与三层二次进路及顶板一起全胶结充填；如此方式循环上采，直至采到矿体的顶部，然后进行接顶充填。

[0010] 本发明中所述采矿施工的第六步中，充填时，离一层一次进路顶板0.5m以上采用胶结充填，以下采用尾砂充填，可以节约大量的充填成本。

[0011] 本发明采用低空分层及一、二次进路交错掘进、充填，施工安全、方便，充填、防护、开采成本低，本发明适用于开采矿体地质条件不稳固的极复杂的倾斜或者急倾斜难采矿体，尤其是厚大难采矿体。由于采场布置结构简单，开拓量少，适合于开采边缘化地质条件复杂的矿体；对前期大规模开采破坏了矿柱的岩体完整性而不能用普通方法回采时，用这种工艺回采极危险矿柱有很好的效果；对一些前期由于地质条件复杂而不能开采后期因资源短缺又想回收的资源，这种工艺也能达到理想的回收效果，本发明可以大幅提高难采资源回收率，适用性强。

[0012] ㈣附图说明：

[0013] 图1是本发明采准施工布置主剖示意图；

[0014] 图2是图1的A-A示意图；

[0015] 图3是图2的B-B示意图；

[0016] 图4是本发明采矿施工步骤一、二的说明示意图；

[0017] 图5是本发明采矿施工步骤三的说明示意图；

[0018] 图6是本发明采矿施工步骤四的说明示意图；

[0019] 图7是本发明采矿施工步骤五的说明示意图；

[0020] 图8是本发明采矿施工步骤六的说明示意图；

[0021] 图9是本发明采矿施工步骤七的说明示意图；

[0022] 图10是本发明采矿施工步骤八的说明示意图。

[0023] 图中：1-回风巷道，2-充填通风天井，3-充填体，4-底柱，5-矿石溜井，6-人行井，7-设备井，8-运输巷道，9-一次进路，10-二次进路，11-矿体，12-辅助作业巷道，13-一层一次进路，14-一层二次进路，15-二层一次进路，16-二层二次进路，17-三层二次进路，
18-巷道进路。

[0024] ㈤具体实施方式：

[0025] 参见图1、2、3，本发明开采极复杂矿体的生产方法是：首先进行矿体的矿块划分，并在矿体11的底部预留8m高的底柱4，矿体11的顶部开设回风巷道1，再进行采准施工，包括先在底柱4中开设运输巷道8，并沿运输巷道8分别向上开设设备井7、人行井6、矿石溜井5通往采场，特别是：采矿区矿体11下盘与矿体11平底，并与运输巷道8同一垂面掘出辅助作业巷道12宽4m，高2.8m，施工完后，向上开设充填通风天井2连通回风巷道1，然后一次进路9和二次进路10交错开采施工，具体包括：第一步，参见图4，从辅助作业巷道12开始沿矿体11掘进若干道宽2.8m×高2.4m的一层一次进路13，两两一层一次进路13之间间隔2.8m；第二步，参见图4，沿所有一层一次进路13上采宽2.8m×高2.4m二层一次进路15；第三步，参见图5，将一层一次进路13与二层一次进路15一起胶结充填并与采场顶板接顶；第四步，参见图6，在两两一层一次进路13之间掘进若干道宽2.8m×高2.4m的一层二次进路14；第五步，参见图7，沿所有一层二次进路14进行上采宽2.8m×高2.4m的二层二次进路16，并沿辅助作业巷道12上采宽4m×高2.4m的巷道进路18；第六步，参见图8，整体充填所有一层二次进路14及辅助作业巷道12，并将辅助作业巷道12区域内的人行井6、设备井7、矿石溜井5向上延伸；第七步，参见图9，沿所有二层二次进路16上采宽
2.8m×高2.4m的三层二次进路17，一个分层的采矿工作完毕；第八步，参见图10，将二层二次进路16与三层二次进路17及顶板一起全胶结充填体3充填；如此方式循环上采，直至采到矿体11的顶部，然后进行接顶充填。

[0026] 本实施例中所述采矿施工的第六步中，充填时，离一层一次进路13顶板0.5m以上采用胶结充填，以下采用尾砂充填。

[0027] 为了保证安全，本发明在掘进运输巷道及辅助作业巷道，一、二次进路工作中应做好防护工作，特别是对岩性不好的地带要加强顶板的位移监测和支护，防止出现冒顶：

[0028] a、在岩体极其破碎时，先处理好岩体表明的浮石，再采用锚杆和 挂网支护，，以达到支护足够的强度；

[0029] b、在有光滑面的岩体中，采用管缝式锚杆支护；

[0030] c、在有悬顶的岩体中，采用锚杆和金属网支护；或者可以先放顶， 然后再采用这种支护方式。

[0031] d、在有云母的岩体中，一般选择先挂网，然后喷浆支护。

[0032] e、有水平节理的岩体，一般采取锚杆和金属网支护方式。

[0033] 本发明中的矿块划分具体工作是：当矿体11厚度8～20m时，矿块沿走向布置，当矿体11厚度大于20m时，矿块可沿垂直走向布置；中段高度受矿体倾角影响较大，当矿体11倾角在45°～60°时，一般选取中段高度为40～50m，当矿体11倾角大于60°时，一般选取中段高度为60m；矿块划分完后，因矿体11岩性极差，在矿块11底部预留8m的底柱。

[0034] 本发明中，采矿凿岩设备是选用YT-27气腿式凿岩机，出矿设备采用WJD-1.5型电动铲运机及运输矿车。