一种点柱矿体的回采方法与流程

本发明属于地下矿山采矿技术领域，具体涉及一种点柱矿体的回采方法。

背景技术：

空场法开采的矿山，采空区内会预留大量的点柱来支撑顶板，以确保回采过程的安全，防止大的地压活动。点柱矿体数量多、储量大、品位高，回采价值大。随着矿山资源的逐渐减少，点柱矿体作为矿山后备资源，越来越受到重视

但是，由于矿柱与采空区形成复杂的力学结构，矿柱之间联系密切，回采难度极大，并且，在老采空区下作业，安全风险极高。

目前的矿柱回采方式主要有以下几种：

1、削大点柱为小点柱；

2、施工混凝土矿柱置换回收点柱；

3、充填条带充填体置换回收点柱；

4、采用袋装充填体“围空区采矿柱”等。

纵观上述几种方法，均需要在采空区下进行回采作业，主要存在安全风险大、回收率低、采矿效率低、经济成本高等问题。因为采空区内点柱与顶板形成了一个复杂的地压系统，在采空区顶板安全隐患未处理的情况下，进入空区内回采矿柱，安全风险极大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种点柱矿体回采方法，避免在暴露的采空区下进行回采作业，安全高效。

本发明提供的这种点柱矿体回采方法，包括以下步骤：

(1)划分回采区域

将大空区划分成多个小的单独回采区域，每个回采区域包括小空区和小空区内的点柱；

(2)构筑混凝土人工假巷

在回采区域内构筑与主运输巷道贯通的混凝土人工假巷主巷，从人工假巷主巷往待采点柱施工人工假巷支巷；

(3)充填采空区

对回采区域采用挡墙进行封堵，胶结充填采空区，并保证充填接顶。

(4)施工凿岩巷

从混凝土人工假巷往待采点柱分别掘进贯穿矿体的水平凿岩巷；

(5)回采点柱

在水平凿岩巷内施工上向扇形孔中深孔，炮孔布满整个点柱，采用毫秒微差一次或分次爆破，后退式回采整个点柱；

(6)作业人员在混凝土人工假巷内操作遥控铲运机出矿，矿用卡车运输矿石。

作业人员和设备经由所述混凝土人工假巷进入回采作业面。

上述技术方案的一种实施方式中，所述回采区域由带状的充填区域、充填区域外围的空区和空区内的点柱构成。

上述技术方案的一种实施方式中，混凝土人工假巷包括主巷和支巷，主巷与回采区域内的主运输巷道贯通，支巷将主巷和待采点柱连通，从支巷掘进水平凿岩巷道。混凝土人工假巷强度必须满足充填体压力要求，巷道尺寸满足通风、人行和运输要求。

上述技术方案的一种实施方式中，从完整矿体内的主巷往回采区域构筑所述混凝土人工假巷的主巷，使混凝土人工假巷的主巷与主运输巷道贯通，而混凝土人工假巷的支巷与主巷连通，为作业人员及设备在混凝土人工假巷内的回采作业提供良好的环境。

上述技术方案的一种实施方式中，所述挡墙采用袋装充填挡墙或混凝土挡墙。回采区域封堵时，以回采区域内的点柱为拐点构筑挡墙。构筑挡墙时，确保点柱至少有一个面暴露在空区内，这样在后续的爆破时，使点柱的暴露面作为自由面和补偿空间，提高安全性。

本发明的作业人员从人工假巷进入待采矿柱凿岩巷，施工上向中深孔，炮孔布满整个矿柱；采用毫秒微差一次或分次爆破，后退式回采整个矿柱；采用遥控铲运机出矿，矿用卡车运输矿石；整个回采过程作业人员均在巷道内作业，不进入空区内作业。

本发明所提供的这种点柱回采方法，将一定范围的空区和空区内的点柱划分为回采区域，在回采区域内提前构筑混凝土人工假巷作为运输回采通道，然后充填回采区域内的空区，最后采用中深孔爆破回采点柱，遥控铲运机出矿，矿用卡车运输矿石，作业人员和设备经由混凝土人工假巷进入回采作业面，不进入空区下作业。

与现有点柱回收技术相比，具有以下优势：

1)安全性大大提高

①首先对采空区进行分区充填，采空区得到有效治理，充填体有效减小了顶板对矿柱的压力，地压活动得到有效控制；

②人员和车辆运输均在混凝土人工假巷内通行，人工假巷上部的胶结充填体能够有效缓冲顶板地压活动的危害；

③仅在点柱内施工一条凿岩巷，未对点柱进行整体性切割破坏，中深孔凿岩爆破作业过程安全性高；

④整个点柱回采过程，人员不用进入空区内，采用遥控铲运机出矿，操作人员站在混凝土人工假巷内。

2)回收率大大提高

将一定数量的点柱划分为一个回采区域，区域内的点柱整体考虑，有选择性的回采点柱，减少了点柱损失浪费。区域内点柱回收率能够达到50％以上，采用中深孔爆破工艺，单独点柱回收率能够达到70-80％。

3)采矿效率大大提高

根据待采点柱高度，中深孔一次凿岩，一次或分次爆破整个点柱，采用遥控铲运机出矿，卡车运输矿石，采矿效率大大提高。

4)技术新颖、工艺先进

回采区域内空区得到有效充填治理的同时，预留了采矿、运输、通风的通道，既解决了空区安全隐患又解决了人员进入空区内作业的问题；利用点柱外侧的空区作为爆破自由面和补偿空间，采用中深孔爆破，遥控铲运机出矿，矿用卡车运输矿石，整个工艺，兼顾空区充填治理与安全采矿，技术新颖，工艺先进。

本发明适应于地下矿山大面积点柱矿体的回采，但要求顶板围岩中等稳固及以上，在充填准备期间不会出现顶板的冒落危害，待采点柱稳固性较好。尤其是厚大点柱回采安全性和回收率更优。

附图说明

图1为本发明一个实施例一个回采区域的纵剖面示意图。

图2为图1中的ⅱ-ⅱ剖视示意图。

图3为图2中的ⅲ-ⅲ剖视示意图。

图中：1—混凝土人工主巷；2—混凝土人工支巷；3—水平凿岩巷；5—充填体；6—小空区；7—上向扇形中深孔；8—运输巷；9—完整矿体；10—待采点柱；11—已采点柱；12—充填挡墙。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实施例公开的这种点柱矿体回采方法，将一定范围内的空区和空区内的点柱划分为一个单独的回采区域，在回采区域内提前构筑混凝土人工假巷作为运输回采通道，然后充填回采区域内的空区，最后采用中深孔爆破回采点柱。本实施例的回采区域由两块带状充填区域、充填区域之间的空区和空区内的点柱构成。

具体步骤如下：

(1)从完整矿体的主巷往回采区域内构筑混凝土人工假巷主巷，从混凝土人工假巷主巷往各待采点柱构筑一条混凝土人工假巷支巷，使混凝土假巷贯穿整个回采区域，形成区域运输、通风通道。保证混凝土人工假巷强度满足充填体压力要求，巷道尺寸满足通风、人行和运输要求。

(2)采用袋装充填挡墙或混凝土充填挡墙，对回采区域进行封堵，采用胶结充填方式充填空区，并充分接顶。以待采点柱为拐点，封堵充填整个空区，空区封堵时确认待采点柱至少有一侧暴露在空区下。

(3)从各混凝土人工支巷往相应的待采点柱掘进穿过整个矿柱的水平凿岩巷。

(4)在水平凿岩巷内施工上向扇形中深孔作为炮孔，炮孔布满整个点柱，以点柱空区一侧为自由面和补偿空间，采用毫秒微差一次或分次爆破，后退式回采整个点柱，采用遥控铲运机出矿，矿用卡车运输矿石，人员站在人工假巷内操作，不进入空区下作业。

整个回采过程，作业人员和设备经由混凝土人工假巷进入回采作业面，人员不进入采空区内。

与现有点柱回收技术相比，本发明具有以下优点：

1)安全性大大提高

①首先对采空区进行分区充填，采空区得到有效治理，充填体有效减小了顶板对矿柱的压力，地压活动得到有效控制。②人员和车辆运输均在人工假巷内通行，人工假巷上部的胶结充填体，能够有效缓冲顶板地压活动的危害；③仅在矿柱内施工一条凿岩巷，未对矿柱进行整体性切割破坏，中深孔凿岩爆破作业过程安全性高；④整个点柱回采过程，人员不用进入空区内，采用遥控铲运机出矿，操作人员站在混凝土人工假巷内。

2)回收率大大提高

将一定数量的点柱划分为一个回采区域，区域内点柱整体考虑，有选择性的回采点柱，减少了矿柱损失浪费。区域内矿柱回收率能够达到50％以上，采用中深孔爆破工艺，单独点柱回收率能够达到70-80％。

3)采矿效率大大提高

根据待采点柱高度，中深孔一次凿岩，一次或分次爆破整个点柱，采用遥控铲运机出矿，卡车运输矿石，采矿效率大大提高。

4)技术新颖、工艺先进

区域内采空区得到有效充填治理的同时，预留了采矿、运输、通风的通道，既解决了采空区安全隐患又解决了人员进入空区内作业的问题；利用点柱外侧的空区作为爆破自由面和补偿空间，采用中深孔爆破，遥控铲运机出矿，矿用卡车运输矿石；整个工艺，兼顾采空区充填治理与安全采矿，技术新颖，工艺先进。