一种深部矿体采充空间隔离的采矿法
【专利摘要】本发明公开了一种深部矿体采充空间隔离的采矿法，将矿体划分条带应用崩落法开采，矿体从上到下按条带依次开采，利用矿石回采后形成的采空区，诱导上部围岩自然冒落，冒落散体堆于采空区，形成足够厚度的散体隔离层；从上位充填巷道将充填料通过充填斜井或钻井充填于散体隔离层之上的冒落空区。本发明特别适用于上部含稳固岩层的深部大型铁矿床，它不仅将深部地压的破坏力降至最低，而且空区充填后不再继续向上冒落，由于采充作业隔离和可高强度作业，该法具有生产作业安全、高效、环保且成本低等优点。
【专利说明】一种深部矿体采充空间隔离的采矿法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属矿床地下采矿【技术领域】，特别是涉及一种深部矿体采充空间隔离 的采矿方法。
【背景技术】
[0002] 随着浅部矿产资源的日趋贫乏，深部矿体开采是采矿未来发展的必然趋势。深部 开采面临高地压、高地温、高井深等问题，而且受地表环境保护限制，我国新建深部铁矿山 多设计用充填法开采，同浅部崩落法采矿相比，深部铁矿山将面临采矿效率低与成本高的 巨大压力。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种深部矿体采充空间隔离的采矿方法，以解决上述背景 技术中提出的问题。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： 一种深部矿体采充空间隔离的采矿方法，将矿体划分条带应用崩落法开采，矿体从上 到下按条带依次开采，条带之间留分条临时矿柱，在条带开采中，从回采巷道内崩落与放出 矿石，将靠近矿柱的崩落矿石或冒落矿石预留一部分，预留矿石待临时矿柱得到有效保护 后再放出，矿石回采后形成的采空区，诱导上部围岩自然冒落堆于采空区，最终在采场上方 形成足够厚度的散体隔离层；冒落拱上移扩大到稳定冒落拱，此时将充填料充填于散体隔 离层之上的冒落空区，阻止空区进一步冒落到地表。
[0005] 作为本发明进一步的方案：所述散体隔离层的合理厚度与冒落散体密度及采矿引 起的冒落散体松动范围有关，需满足下式：
【权利要求】
1. 一种深部矿体采充空间隔离的采矿方法，其特征在于，将矿体划分条带应用崩落法开 采，矿体从上到下按条带依次开采，条带之间留分条临时矿柱（10)，在条带开采中，从回采巷道 (4)内崩落与放出矿石，将靠近矿柱的崩落矿石或冒落矿石预留一部分，预留矿石(6)待临时矿 柱得到有效保护后再放出，矿石回采后形成的采空区，诱导上部围岩自然冒落堆于采空区，最 终在采场上方形成足够厚度的散体隔离层（11);冒落拱(8)上移扩大到稳定冒落拱(9)，此时将 充填料（12)充填于散体隔离层（11)之上的冒落空区，阻止空区进一步冒落到地表。
2. 根据权利要求1所述的深部矿体采充空间隔离的采矿方法，其特征在于，所述散体隔离 层（11)的合理厚度与冒落散体(7)密度及采矿引起的冒落散体(7)松动范围有关，需满足下式：
(公式1) 式中Η为散体隔离层（11)厚度，单位m ;h为采场放出矿石层的高度，单位m ; 为冒落 散体（7)二次松散系数；h。为冒落散体（7)平移下沉阻渗层高度，单位m，与冒落散体（7)密 度有关，一般h。= 50-150m，冒落散体（7)密度较大时取较小值，冒落散体（7)密度较小时 取较大值。
3. 根据权利要求1所述的深部矿体采充空间隔离的采矿方法，其特征在于，所述条带 的开采跨度在满足散体隔离层（11)高度的前提下，按矿体顶板或上盘围岩的稳定性条件确 定诱导冒落的控制高度h，再由下式确定：
(公式2) 式中L-条带的开采跨度，单位m ;HZ-空区底板到地表的高度，单位m ;T。-岩体极限抗 压强度，单位t/m2 ; δ -冒落区顶部岩层有效承力厚度，单位m ;h-诱导冒落的控制高度，单 位m ; γ -上覆岩层容重，单位t/m3。
4. 根据权利要求1所述的深部矿体采充空间隔离的采矿方法，其特征在于，所述分条 临时矿柱（10)的宽度根据岩体稳定条件与旁侧采空区高度确定为15~25m。
5. 根据权利要求1所述的深部矿体采充空间隔离的采矿方法，其特征在于，上位充填 采空区作业不影响下位回采工作面作业条件，下位回采工作面的采矿方法也包括先空场采 矿、后崩落矿柱诱导上覆围岩冒落的采矿方法，此时按冒落高度控制要求确定一次回采矿 柱的范围。
6. 根据权利要求1所述的深部矿体采充空间隔离的采矿方法，其特征在于，从上位充 填巷道（14)通过充填斜井或钻井（13)将充填料（12)充填于散体隔离层（11)之上的冒落 空区。
7. 根据权利要求1所述的深部矿体采充空间隔离的采矿方法，其特征在于，充填冒落 散体隔离层（11)之上的冒落空区的充填料（12)，使用干排尾砂、采出的废石固体充填料， 当充填空区的下方矿体已经回采结束时，使用膏体或者固体填料，固体填料包括干排尾砂 和米出的废石。
8. 根据权利要求1所述的深部矿体采充空间隔离的采矿方法，其特征在于，当充入空 区的散体随其下矿体开采而下降时，保持随降随充。
【文档编号】E21C41/16GK104088640SQ201410294982
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】任凤玉, 李海英, 丁航行, 何荣兴 申请人:东北大学