基于混凝土布凝固特性的上向水平分层充填采矿法的制作方法

本发明涉及一种金属矿山地下采矿方法，特别是一种基于混凝土布凝固特性的上向水平分层充填采矿法。

背景技术：

当前我国矿山地下开采过程中传统的充填工艺有水砂充填，胶结充填以及尾砂充填等方式。这些方式虽然为采区的充填提供了很好的思路，但是却存在着需要建设充填系统，工艺繁琐，充填体质量不稳定，采矿成本过高等诸多问题。

混凝土布为一种成本低，综合性能优越，使用方便的多用途土工材料。使用时，向铺设好的混凝土布均匀洒水或添加剂，即可实现固化；混凝土布易弯曲，其厚度介于2-40mm，可随意裁剪，进而适用于形状复杂的材料表面，适用性强；其强度高，耐久性好，可抗裂且能够吸收冲击能量，且可根据所要求的强度和凝固速度定制，在湿水后2-4h的时间内，其凝固硬化强度位于4-10mpa之间，随着时间的推移，其最终抗压强度可达30mpa及以上。通过使用该种混凝土布进行充填，可快速有效地达到理想的充填效果，且可根据矿房和矿柱的位置与形态进行调整，灵活性强，使用方便，操作快捷。

技术实现要素：

本发明针对传统的上向水平分层充填采矿方法的缺点，提供一种基于混凝土布凝固特性的上向水平分层充填的采矿方法，本采矿方法对以往充填方式进行了革新，采用混凝土布进行充填，无需建设充填系统，矿石损失贫化小。此外，充填材料为可根据强度和硬化速度定制的混凝土布，洒水即可硬化成型，且充填效果好、工艺简单、经济效益高，。

本发明的技术方案是：一种基于混凝土布凝固特性的上向水平分层充填采矿法，由以下步骤组成：

(1)按垂直走向布置矿块，矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房再采矿柱；

(2)采用浅孔落矿方式分层回采矿房，从下至上回采至矿体顶部，回采作业循坏为一采一充；

(3)每一分层矿石崩落、出矿完毕，铺设若干层混凝土布进行充填并洒水硬化成型，并预留一定空间以便上一分层回采作业；

(4)循环步骤(2)(3)过程，直至整个矿房回采结束，

(5)随充填的进行逐渐形成放矿溜井和人行滤水井，无需专门用混凝土砌筑，若矿柱回采与矿房回采共用通风天井，则对混凝土布根据通风要求进行裁剪，这样充填时通风天井形成。

所述矿块划分为矿房和矿柱的尺寸是根据矿岩稳固程度和充填体抗压强度综合确定。

所述矿房分层回采时，采用浅孔落矿方式，分层高度为2-3m。

所述混凝土布在用于充填作业前，为保证充填材料硬化效果，洒水前应在放矿溜井井口增设围挡，围挡材料为防水材料，以防止洒水过程中水从放矿溜井流出。

所述混凝土布进行充填作业时，在2-4小时内快速硬化，充填完后立即崩落上一分层矿石，在排除炮烟时间内充填体强度达到出、放矿要求，该时间段内充填体强度大于4mpa。

所述每一分层矿石崩落的分层内，崩落矿石由电耙耙至放矿溜井经穿脉巷道和下盘运输巷道运出，出矿完毕后铺设若干层预先裁制的混凝土布并洒水硬化进行充填，且预留一定空间以便上一分层回采作业，重复上述操作，直至混凝土布凝固材料充满采场。

所述混凝土布使用人工或电耙牵引铺设。

采用混凝土布进行充填时，每铺设一层即洒水，层与层之间可撒适当的助凝剂，以缩短充填时间，待充填体强度满足生产要求后，再回采上一分层矿石，直至矿房回采工作结束。

所述混凝土布在用于充填作业前，按照放矿溜井和人行滤水井要求进行裁剪，随着充填的进行，放矿溜井和人行滤水井逐渐成形，人行滤水井内铺设钢管以保证排水效果。

本发明的突出技术特点在于：

(1)无需建设充填系统，节约成本，减少了基建时间。

(2)混凝土布使用方便，且抗压强度大，灵活性强，可满足生产需要。

(3)工艺流程简单，充填效果好，具有良好的社会经济效益。

附图说明

图1为本发明所述的基于混凝土布凝固特性的上向水平分层充填采矿法实施例的剖面图。

图2是图1的ⅰ-ⅰ剖视图。

图中标记为：1-下盘运输巷道；2-穿脉巷道；3-底板；4-混凝土布充填体；5-待采矿柱；6-人行滤水井；7-待采矿房；8-通风天井；9-放矿溜井。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。

实施例

如图1和图2所示，本发明所述的基于混凝土布凝固特性的上向水平分层充填采矿法，包括如下步骤：

1、矿块布置及构成要素

矿块按垂直走向布置，矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房再采矿柱。矿房长为40～50m，矿房和矿柱宽均设为8～10m。

2、采准，切割

采准工程主要包括在矿体外侧布置规格为3m×3m的运输巷道1，从运输巷道1向矿体侧掘进规格为3m×3m的穿脉巷道2，自穿脉巷道2往上掘进规格为2m×2m的通风天井8。矿房和矿柱回采时共用一个穿脉巷道2、通风天井8和人行滤水井6。

3、回采工艺

矿房与矿柱回采工艺基本相同，分层高度为2～3m，回采时采用浅孔落矿从下往上分层回采，为生产安全，在矿房底部留1.5～2m厚的底板3，崩落的矿石经电耙爬至放矿溜井9，经穿脉巷道2和运输巷道1运出，出矿完毕再人工或电耙牵引混凝土布进行充填，充填前预先按照出矿、人行滤水的要求进行裁剪，随着充填的进行，放矿溜井9和人行滤水井6逐渐形成，每一分层充填时应留设一定空间以便上一分层的回采，洒水前应在放矿溜井井口增设围挡，围挡材料为防水材料，以防止洒水过程中水从放矿溜井流出，为保证滤水效果，人行滤水井6内铺设钢管；充填完毕即可崩落上一分层矿石，待两小时候约炮烟排尽，混凝土布充填体抗压强大可达4～10mpa，随着时间推移，其抗压强度最终可达30mpa及以上；重复上述操作，直至混凝土布充填凝固材料充满采场。为减少采准工作量，矿柱回采与矿房回采时共用通风天井8，故可据此要求对混凝土布进行裁剪，通风天井8也随充填的进行而形成，需要特别说明的是：回采矿房时通风天井8为人员设备掘成，充填时在原通风井处利用混凝土布充填逐渐形成通风天井8，以供后续矿柱的回采，回采矿柱崩落的矿石也利用电耙耙至放矿溜井9，经穿脉巷道2和运输巷道1运出。

技术特征：

技术总结
一种基于混凝土布凝固特性的上向水平分层充填采矿法，由以下步骤组成：矿块按垂直走向布置，矿块由矿房和矿柱组成，先采矿房后采矿柱，从下至上以浅孔落矿方式分层回采至矿体顶部。每一分层出矿完毕后，铺设若干层混凝土布进行充填并洒水硬化成型，并预留一定空间以便上一分层回采作业，重复上述操作，直至混凝土布凝固材料充满采场。放矿溜井和人行滤水井随充填高度增加逐渐形成。本发明无需建设充填系统，可节约成本，且充填工艺简单，充填效果好。

技术研发人员：陈庆发;胡华瑞;高飞红;李世轩;赵富裕
受保护的技术使用者：广西大学
技术研发日：2017.12.06
技术公布日：2018.05.25