一种厚大矿体采矿方法
【技术领域】
[0001] 本发明提供一种厚大矿体采矿方法，具体为磷矿地下开采方法。
【背景技术】
[0002] 宜昌磷矿是全国五大磷矿基地之一，资源储量位居全国第二，有近50年的开采历 史，以往开采的主要是矿区中部及南部区域的殷家坪、桃坪河、盐池河、樟村坪、店子坪等矿 段，矿层为下磷层，厚度稳定均衡，基本在4米以下，采用一次性全层开采法。随着南部资源 逐渐消耗，北部杉树垭、云台观、江家墩、孙家墩、挑水河能及兴神、保康等矿段逐渐得到开 发。然而北部矿层以中磷层为主，矿层厚度变化较大，常有厚达6-12米以上的中厚矿层，以 往的开采方法不再适用于这部分中厚矿的开采，这部分中厚矿体对采矿技术提出了新的要 求，对中厚矿体的研究十分必要。
[0003] 目前我国厚大矿体采矿主要运用的方法有房柱法，壁式崩落法，分层、分段充填法 等。随着生产技术的发展，综合机械化技术装备、大采高支架的应用，厚度5米以上的煤矿开 采技术难题已经得到解决，但对厚度大于5米的缓倾斜磷矿层开采，由于矿石硬度、赋存条 件、围岩稳定性等与煤矿差异较大，目前尚无成熟、可借鉴的采矿方法。为此杉树垭磷矿对 此类矿体的开采进行了专门技术研究。
【发明内容】
[0004] 本发明针对缓倾斜中厚磷矿体在分层、分段充填开采过程中，对于降底高度达5米 矿体，在施工过程中存在的安全隐患和工作效率较低问题。通过分阶梯全层降底技术，利用 阶梯面，增加缓冲区方式防止浮石伤人，保障施工安全，实现全层降底避免二次作业，提高 工作效率降低成本。具体工艺如下：
[0005] -种厚大矿体采矿方法，所述的厚大矿体是指矿体厚度为5米以上的矿体，采用厢 式充填采矿技术，及沿切割方向分别在矿房两边和中间施工上下部通道，之后沿回采线方 向向上部通道切顶，对顶板及帮壁锚网喷浆支护，在下部通道沿回采线方向向两侧降低并 填充，具体包括如下步骤：
[0006] (1)上部切顶，其中上部切顶高度为l-4m;
[0007] (2)下部分阶梯降低，下部分阶梯降低是采用分阶段全层一次性降低施工，即，上 分层阶梯平均高度为2m，下分层阶梯平均高度为3米，可有效防止片帮、浮石伤人，保障施工 人员安全，全层施工避免二次降底效率提高30% ;
[0008] (3)分层、分段爆破，分层、分段爆破是先起爆上分层雷管段位取毫秒段、后起爆下 分层雷管段位取半秒段，同时联网，可有效保障爆破效果，减少三材消耗20% (分层、分段爆 破中，施工平均宽度5m，平均高度5m，其中上分层高度2m，下分层高度3m，阶梯面宽度lm，先 进行上分层凿岩施工，后进行下分层凿岩施工，炮眼间距a和排距b存在关系:b= (0.8-1.0) a，炮眼间距的选取根据炮眼深度L的不同存在关系:a= (0.5-1.0)L，起爆网络采用毫秒电 雷管网络，连接方法为顺序连接法:从最接近临空面的一排开始，每一排作为一段，逐段向 下延伸。由于阶梯形式的浅孔爆破增加了一个横向临空面，挟制性大大减小，更有利于爆 破。）
[0009] (4)出渣装运；
[0010]下部湿式充填；（直接利用井下开拓掘进的废石，包含的直径为200-400mm的大块 废石占质量分数为10 %、直径为100_200mm的中块废石占质量分数为30%和直径为I-IOOmm 的小块废石占质量分数为60%，通过坑内卡车将其运输至充填区车场，再将地表重介质选 矿的尾砂和水泥在井下搅拌站进行搅拌后，用改装的井下专业混凝土输送车运至废石处， 按ClO混凝土配比（按照混凝土强度等级为ClO的标准配置混凝土），通过装载机进行现场二 次搅拌，然后从上部通道进行充填，辗压密实，至止充填高度顶板1.5-2m)，下部湿式充填步 骤中，采用矸料进行填充，矸料充填粒径为15cm-3〇 Cm，矸料填充高度为6m-8m，填充体距离 顶板高度为1.5m-2m;
[0011]上部胶结接顶。（顶部胶接充填材料采用重质质选矿O-IOmm尾矿和适当尾泥作为 润滑剂，按ClO混凝土配比（按照混凝土强度等级为ClO的标准配置混凝土），支模后用混凝 土输送栗输送浇筑接顶。接顶时，由于充填区顶板近水平，且充填纵向距离长，接顶质量较 难控制。通过试验，采用分段胶结接顶，每段为6m，并在每段中间巷道顶部开掘一条锲形槽 作为料浆泄流道(如果顶板有自然倾角时可利用自然高差泄流），从高处向低处流动堆积接 顶；另外，为增强浆体的流动性，使其接触面积达到要求，输送栗在楔形槽处压力要达到2 0.05MPa，并且模板周围上部开始轻微渗漏为止，使接顶面积达到85 %以上。）
[0012]通过采用分阶梯全层降底采矿技术，不仅增加自由面提高爆破效率，而且避免二 次降底所造成的三材消耗，炸药消耗减少〇.12Kg/t，雷管消耗减少0.11发/t，钢钎、钻头消 耗降少0.02Kg/t。
[0013]通过采用分阶梯全层降底采矿技术，可利用分阶缓冲有效防止片帮、浮石伤人事 故，保障作业人员施工安全。同时提高工作效率，有助于加快充填施工进度，可有效防止地 表塌陷、山体滑坡等地质灾害，保证矿区内工作人员及附近居民的生命财产安全，使工业场 地内各种生产生活设施免受破坏，保证企业安全生产。
【附图说明】
[0014] 图1为分阶梯示意图；图Ia为炮眼布置图，图Ib为分阶梯示意图。
【具体实施方式】
[0015] 杉树垭矿区西北部的401-2盘区矿层厚度达8m以上，矿层倾角在3-5°。近该区域顶 板结构差，不允许后期地表出现塌陷，因此采用分层、分段充填法采矿。本技术采用分阶梯 全层降底采矿技术主要解决分层、分段过程中二次降底难题，同时提高施工安全系数，有效 保障作业人员生命财产。针对401-2盘区中厚磷矿体(平均采高8m)，杉树垭矿在开采该盘区 矿石的过程中，研究应用了厢式充填采矿技术，及沿切割方向分别在矿房两边和中间施工 上下部通道，之后沿回采线方向上部通道切顶，对顶板及帮壁锚网喷浆支护，在下部通道沿 回采线方向向两侧降底并充填。而在降底施工中因平均高度达5米，时常发生片帮、浮石伤 人事故，同时降底过厚爆破效果差导致二次降底，三材消耗增加且影响后期施工。
[0016]