一种极厚大不稳固矿体的上向分层点柱式充填采矿方法与流程

本发明属于地下采矿方法技术领域，尤其涉及一种极厚大不稳固矿体的上向分层点柱式充填采矿方法。

背景技术：

在矿体开采过程中，通常将矿体划分为极薄矿体（厚度＜0.8m）、薄矿体（0.8m≤厚度＜4.0m）、中厚矿体（4.0m≤厚度＜10m）、厚大矿体（10.0m≤厚度＜40.0m）、极厚大矿体（厚度≥40.0m）等，根据矿体的厚度参数及其赋存条件选择科学合理的开采方法。

在地下矿山开采技术领域，根据地压管理的方式不同，将地下采矿方法分为三种：空场采矿法、充填采矿法、崩落采矿法。

第一类，空场采矿法。此法将矿块划分为矿房和矿柱，分两步骤开采。回采矿房时所形成的采空区，可利用矿柱和矿岩本身的强度进行维护。

第二类，充填采矿法。本类的大部分采矿方法，也是分为两步骤进行回采。回采矿房时，随回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区，防止围岩片落，即用充填采空区的方法管理地压。

第三类，崩落采矿法。本类采矿法为一个步骤回采，并且随回采工作面的推进，同时崩落围岩充满采空区，从而达到管理和控制地压的目的。

技术实现要素：

本发明的目的针对地表不允许崩落的极厚大不稳固矿体，合理切分和利用井下开采空间，生产工艺衔接紧凑有序，采用大型机械设备和无轨设备，劳动生产率高，矿石损失贫化小等特点的适合于极厚大不稳固矿体的上向分层点柱式充填采矿方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现。

本发明的一种极厚大不稳固矿体的上向分层点柱式充填采矿方法，包括矿体划分和采准系统，其特征在于包括下列步骤：

第一步：将矿体沿走向划分为矿块，在矿块内布置的矿房和矿柱，矿块宽为矿体垂向厚度,在矿块内留设垂直连续点柱；采准系统包括脉外斜坡道、脉外分段沿脉联络巷、分层联络巷、采区进风天井和采区回风天井；

第二步：采用上向分层点柱式充填采矿法开采，矿块内自下而上分层开采，每个回采分层高度4m-5m，空顶距1m-2m，采一层，充填一层，每个分层内设一条分层联络巷，每五个分层为一个分段，各分层联络巷通过一条脉外分段沿脉联络巷与脉外斜坡道相通；

第三步：在采场内利用液压凿岩台车钻水平垂直炮孔，每次爆破均采用毫秒微差爆破多排炮孔；

第四步：新鲜风流经采区进风天井、脉外分段沿脉联络巷、分层联络巷进入矿石采场，清洗工作面后的污风经采区回风天井排至上部回风水平；

第五步：矿石采场通风后对空顶进行支护工作;

第六步：落矿后进行回采工作，矿石由铲运机直接装入井下卡车，然后由井下卡车经采区脉外斜坡道运至卸矿站卸入主溜井；

第七步：当矿块内每个分层矿石采场回采结束后，马上清理回收矿石采场底板残留矿石，在矿石采场四周采用废石或尾砂包筑成充填挡墙，然后由充填井接入充填管道并下放充填料进行充填，每个分层矿石采场内先充填3m-4m厚的低浓度胶结充填料，再充填1m-2m厚的高浓度胶结充填料，用作上一分层回采的设备作业面，如此反复，直至整个矿块回采完毕，空顶在整个矿块全部回采完毕后，再用高浓度胶结充填料充填接顶。

所述的点柱尺寸3m-5m，点柱中心间距10-15m；

所述的低浓度胶结充填料为尾砂和废石，灰砂比为1:6~8；所述的高浓度胶结充填料,灰砂比为1:4~6。

所述的矿块长度99m，其中矿房95m，矿柱4m。

所述的每层矿石采场的长×宽×高=45m×18m×4m。

本发明的有益效果是：

针对地表不允许崩落的极厚大不稳固矿体，提出了在矿块内留设垂直连续点柱；提高采场岩层的完整性与稳定性，从而避免了矿柱开采过程中出现整体下陷与冒落,从而有效地保证了矿体开采安全。

本发明合理切分和利用井下开采空间，生产工艺衔接紧凑有序，机械化程度高，生产能力大,无轨采准系统，配备凿岩台车、铲运机等先进采掘设备，利用井下卡车机动灵活和矿块内采场多、空间大的特点，极大满足铲装运的有效连续运行,机械化程度高，工人劳动强度低，效率高，生产能力大。

附图说明

图1是本发明采矿方法的正视图。

图2为图1的a-a剖面图。

图3为图1的b-b剖面图。

图中：1.矿石采场，2.已充填采场，3.脉外分段沿脉联络巷，4.分层联络巷，5.矿柱，6.点柱，7.充填井，8.采区进风天井，9.采区回风天井，10.充填挡墙，11.崩落矿石，12.高浓度胶结充填，13.低浓度胶结充填，14.炮孔，15.矿体，16.脉外斜坡道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1-3所示，本发明的一种极厚大不稳固矿体的上向分层点柱式充填采矿方法，包括矿体划分和采准系统，其特征在于包括下列步骤：

第一步：将矿体15沿走向划分为矿块，在矿块内布置的矿房和矿柱5，矿块宽为矿体垂向厚度,矿块长度99m，其中矿房95m，矿柱4m；在矿块内留设垂直连续点柱6，点柱6尺寸4m×4m，点柱6中心间距15m；

采准系统包括脉外斜坡道16、脉外分段沿脉联络巷3、分层联络巷4、采区进风天井8和采区回风天井9；

第二步：采用上向分层点柱式充填采矿法开采，矿块内自下而上分层开采，每个回采分层高度4m，空顶距1m，即作业空间净高度5m；采一层，充填一层，图中标号2为已充填采场，每个分层内设一条分层联络巷，每五个分层为一个分段，各分层联络巷4通过一条脉外分段沿脉联络巷3与脉外斜坡道16相通，

第三步：在采场内利用液压凿岩台车钻水平垂直炮孔14，每次爆破均采用毫秒微差爆破多排炮孔；

第四步：新鲜风流经采区进风天井8、脉外分段沿脉联络巷3、分层联络巷4进入矿石采场1，清洗工作面后的污风经采区回风天井9排至上部回风水平；

第五步：矿石采场1通风后对空顶进行支护工作；

第六步：落矿后进行回采工作，矿石由铲运机直接装入井下卡车，然后由井下卡车经采区脉外斜坡道16运至卸矿站卸入主溜井；

第七步：当矿块内每个分层矿石采场1回采结束后，马上清理回收矿石采场1底板残留矿石，在矿石采场1四周采用废石或尾砂包筑成充填挡墙10，然后由充填井7接入充填管道并下放充填料进行充填，每个分层矿石采场1内先充填3m-4m厚的低浓度胶结充填料13，所述的低浓度胶结充填料13为尾砂和废石，其灰砂比为1:6~8，再充填1m-2m厚的高浓度胶结充填料12，所述的高浓度胶结充填料12的灰砂比为1:4~6，用作上一分层回采的设备作业面，如此反复，直至整个矿块回采完毕，空顶在整个矿块全部回采完毕后，再用高浓度胶结充填料12充填接顶。

本发明其他矿石采场1可以同时进行凿岩、回采等工作，矿块内各工序分别在不同采场内连续运行。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种极厚大不稳固矿体的上向分层点柱式充填采矿方法，在矿体开采工程中，在矿房内划分多个矿石采场，并留设连续垂直点柱，准系统包括脉外斜坡道、脉外分段沿脉联络巷、分层联络巷、采区进风天井和采区回风天井，采用上向分层点柱式充填采矿法开采，矿块内自下而上分层开采，采一层，充填一层。本发明具有机械化程度高，各工序间转化快，矿石损失贫化小等特点，适合于我国极厚大不稳定矿体的开采。

技术研发人员：蔺帅宇
受保护的技术使用者：中冶北方（大连）工程技术有限公司
技术研发日：2017.10.26
技术公布日：2018.02.13