人工混凝土挡墙重构间柱废石充填采矿方法与流程

本发明涉及一种矿山开采技术，具体涉及一种人工混凝土挡墙重构间柱废石充填采矿方法。

背景技术：

我国有些金属矿矿石的价值较高，平均每吨原矿石的价值就高达数千元，矿山的主矿体属于急倾斜中厚～厚大矿体，矿体稳固，围岩为生物礁灰岩，具生物碎屑结构，块状构造。生物礁灰岩岩石质量为中等～好，岩体中等完整～较完整，一般巷道不需支护。

目前这类矿体的开采主要采用机械化上向水平分层充填法，该方法一采一充按分层由下往上回采，充填采用尾砂胶结充填，由于该矿矿石价值较高，回采较为充分，需要的充填量较大，而该矿尾砂率较低，且尾砂还存在少量有用金属未回收，将来极具回收前景，矿方为满足充填要求，需从外地购入尾砂进行充填，极大地增加了充填成本，而且充填料供应的不稳定性影响矿山的正常回采。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可有效解决倾斜/急倾斜中厚矿体开采过程中尾砂充填料短缺、掘进废石处理麻烦的充填采矿方法，降低生产成本，提高生产效益。

本发明提供的这种人工混凝土挡墙重构间柱废石充填采矿方法，矿块按垂直走向布置，矿块长为矿体的水平厚度，矿块由矿房和矿柱组成，矿块间不留间柱和顶柱，只留底柱；包括以下步骤：

先从矿体底板的下中段运输平巷掘进采区联络斜坡道、分段平巷、分段出矿巷道和溜矿井，然后在靠近矿体顶板处掘进回风充填天井与上中段穿脉运输平巷相通；

回采前在矿块底部垂直矿体走向掘进切割横巷，以切割横巷为自由面沿切割平巷进行拉底，随着分层的推进，在矿体靠近底板处架设滤水进风井；

新鲜风流由下中段运输平巷、滤水井、采区联络斜坡道进入，经分段平巷、分段出矿巷道进入采场，冲刷采场后，污风从回风充填井排入上中段穿脉运输平巷；

回采时，从下往上分层回采至矿体顶部，回采作业循环为一采一充；

充填时先沿矿房两侧边界浇筑混凝土挡墙，再往两侧挡墙间填充掘进废石，每分层的顶面用水泥砂浆浇面，最顶部的分层采用水泥砂浆胶结充填接顶；混凝土挡墙作为矿柱回采时的间柱。

优选将矿块宽划分为24～30m，矿块中段高划分为40～70m。

充填时，最下面的两个分层用1：4.45的水泥砂浆胶结充填形成人工假底，其它分层的顶面用1：4.45水泥砂浆浇面，厚度不小于0.5m。人工假底的设置便于底柱的回收，提高矿石回采率。

采场内采用全液压凿岩台车进行凿岩，分层落矿；出矿设备优选采用铲运机。

护顶作业采用锚杆台车和撬毛台车，为了提高采场综合生产能力和采场内作业安全。

工作面使用局扇加强通风，以改善采场工作面通风条件。

由于矿体在进行深部开拓时存在大量的掘进废石，本发明利用这些掘进废石来充填采空区，形成了一种全新的人工混凝土挡墙废石充填采矿方法，将混凝土挡墙一方面作为废石充填时的挡墙，另一方面作为矿柱回采时的间柱，保证矿柱回采时的安全性。本全新的方法还使得矿块间不用留间柱，简化了回采工艺。总之，本方法具有上向水平分层充填采矿法的工艺简单、生产能力大、采切工程量小、高回收率、低贫化损失等优点外，利用掘进废石充填不仅解决了掘进废石的提升、处理问题，避免了尾砂不足需要购买的支出，还保证了将来从尾砂回收有用金属的可能，大大降低生产成本，提高经济效益。

附图说明

图1为本发明的立面布置示意图。

图2为图1中的Ⅰ-Ⅰ示意图。

图3为图2中的Ⅱ-Ⅱ示意图。

图4为图1中的Ⅲ-Ⅲ示意图。

图中序号名称：1-中段运输平巷；2-穿脉运输平巷；3-滤水进风井；4-采区联络斜坡道；5-分段平巷；6-分段出矿巷道；7-回风充填井；8-采场溜井；9-切割平巷；10-混凝土挡墙；11-人工假底；12-废石；13-矿石爆堆；14-水泥砂浆浇面；15-切割横巷。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例对本发明进一步详细说明。

以我国广西自治区的某锡多金属矿为例，该矿体为一个形态较复杂、不规则脉状体，其形态是上部为一粗短近直立的“柱体”，中间连接一平卧的“柱体”，下部是不规则脉状主体，主矿体属于急倾斜中厚~厚大矿体。矿体平均倾角53°，平均厚度22m，矿体稳固，围岩为生物礁灰岩，具生物碎屑结构，块状构造。生物礁灰岩岩石质量为中等～好，岩体中等完整～较完整，一般巷道不需支护。

采用本方法对矿体进行回采的主要技术经济指标：采场生产能力：200～250t/d；损失率：3～5%；贫化率：10%；采掘比:3.11m/kt、31.43m³ /kt。

本实施例的开采步骤如下：

（1）矿块布置及构成要素

如图１和图３所示，矿块垂直走向布置，矿块由矿房和矿柱组成，矿块长为矿体水平厚度，矿块宽30m，矿房和矿柱宽均为15m，矿块中段高为50m，矿块间不留间柱和顶柱，只留底柱，底柱高6m。分段高度12m，分层高度4m；

（2）采准、切割

如图１至图３所示，采准工程主要包括采区联络斜坡道4、分段平巷5、分段出矿巷道6、溜矿井8、回风充填井7、切割平巷9等。先从矿体底板的中段运输平巷1掘进采区联络斜坡道4、分段平巷5、分段出矿巷道6和溜矿井8，然后靠近矿体顶板掘进回风充填天井7与上中段穿脉运输平巷2相通。在回采前，在矿块底部垂直矿体走向掘进切割横巷，以切割横巷15为自由面沿切割平巷9进行拉底，随着分层的推进，在矿体靠近底板处架设滤水进风井3；

（3）回采工艺

如图１至图４所示，矿房和矿柱回采工艺基本相同，分段高度12m，分层高度4m，回采时从下往上回采至矿体顶部，作业循环为一采一充，即回采一个分层后立即充填，充填分三步，先沿矿房两侧边界浇筑2~4m宽的人工混凝土挡墙10，再往两挡墙间填充废石12，最后每分层上面用1：4.45水泥砂浆浇面14，厚度0.5m。最顶部一分层采用水泥砂浆胶结充填接顶。为便于底柱回收，最下两个分层用1：4.45的水泥砂浆胶结充填，形成人工假底11。

采场内采用Simba 281全液压凿岩台车进行凿岩，分层落矿；出矿设备选用阿特拉斯ST-2D型铲运机；为了提高采场综合生产能力和采场内作业安全，护顶作业采用锚杆台车和撬毛台车。

新鲜风流由中段运输巷道1、滤水进风井3、采区联络斜坡道4进入，经分段平巷5、分段出矿巷道6进入采场，冲刷采场后，污风从回风充填井7排入上中段穿脉运输平巷2。为了改善采场工作面通风条件，使用局扇加强通风，局扇型号K40（C）-22。

本发明利用废石充填对上向水平分层尾砂充填进行改造，形成了一种全新的人工混凝土挡墙废石充填采矿方法，混凝土挡墙既可以作为废石充填时的挡墙，又可以作为矿柱回采时候的间柱，保证矿柱回采时的安全性。矿块间不留间柱，还简化了回采工艺。既减少消除了尾砂充填料不足的风险，又保证了将来从尾砂回收有用金属可能，利用废石充填不仅解决了掘进废石的提升、处理问题，还保证了将来从尾砂回收有用金属的可能，降低了生产成本，提高了经济效益。

本发明还可以适用于矿岩中等及以上中厚矿体的开采。