一种铝矿场人工矿柱置换矿石矿柱的回采优化方法与流程

本发明涉及地下采矿，具体涉及一种铝矿场人工矿柱置换矿石矿柱的回采优化方法。

背景技术：

1、矿柱回收是指某段矿场开采完毕后对矿山开采所留设的安全矿柱、岩柱等结构进行回收，有色金属矿山大部分保留各种类型的矿柱，矿柱矿量据统计数据显示大约占矿山可采量的30％～40％。矿柱大量积压，会造成矿石资源的大量损失，而且也存在严重的安全隐患，因此，矿柱的回采对矿山的生产、安全、经济效益有重大的影响；故而如何提高矿柱的回收率，减少矿石资源损失，提高回收开采安全性是目前所面临的主要问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种铝矿场人工矿柱置换矿石矿柱的回采优化方法，以解决当前矿下在使用人工矿柱回采时回收率较低，矿石资源损失较大的问题。

2、为解决上述问题，本发明提供了如下技术方案：

3、一种铝矿场人工矿柱置换矿石矿柱的回采优化方法；它包括以下步骤：

4、s1、确定采场范围；根据开采技术条件选择采矿方法，并计算用于替代矿石矿柱的混凝土人工矿柱的截面尺寸；

5、s2、确定采场结构参数；设计采准工程和切割工程；

6、采准工程：设计运输巷、切割上山和回风联巷；

7、切割工程：根据采准工程和切割上山的情况设计切割横巷a1～an，并对应确定一类回采区域b1～bn；根据理论及力学计算获得置换混凝土人工矿柱的中心间距，确认所需的混凝土人工矿柱的个数及布置位置并进行标号；以两个顺序相邻切割横巷间的区域确定为一个混凝土人工矿柱的布置区；

8、s3、对切割横巷a1实施掘进工作，以切割横巷a1为自由面刷帮压顶回采一类回采区域b1内的矿体；

9、s4、回采矿区1内的矿体回采完成后，在切割横巷1的一侧开挖该横巷内的混凝土人工矿柱槽；在开挖矿柱槽时，从巷道的底侧向外按照设计的矿柱间距逐个进行开挖；

10、s5、浇筑混凝土人工矿柱：在步骤s4的人工矿柱槽内设立模板，布设混凝土输送管道向模板内浇筑人工矿柱；浇筑过程中采用水平分层多次浇筑成型，每层的浇筑厚度不超过1.5m；每浇筑30～50cm时使用振动棒振动；两层浇筑间隔时间控制在3～5天；

11、s6、人工矿柱接顶：当浇筑混凝土人工矿柱与矿体顶板接近时，采用喷射混凝土的方法将混凝土人工矿柱与矿体顶板之间进行密实接顶；

12、s7、待切割横巷a1内的混凝土人工矿柱完成终凝后拆模；同时掘进切割横巷a2；切割横巷a2掘进完成后以切割横巷a2为自由面刷帮顶回采b2；

13、s8、重复步骤s3至s7，直至完成所有切割横巷a1～an的掘进工作、所有一类回采区域b1～bn的回采工作和混凝土人工矿柱的浇筑工作；

14、s9、将采场内剩余的矿块定义为二类回采区域，对二类回采区域标号并排序为c1～cm；按照顺序对二类回采区域c1～cm所对应的矿块进行回采。

15、优选的，在步骤s5中浇筑混凝土人工矿柱前，可在混凝土中加入钢纤维，其中每立方米的混凝土添加30kg钢纤维；同时对底板进行整平矿岩碎石，采用钢筋锚杆对矿体底板黏土岩或铝土岩的方式进行加固处理。

16、优选的，在步骤s8中对矿体回采的过程中，若出现混凝土人工矿柱未完全接顶时，需采用圆木填塞进行接顶。

17、优选的，回采一类回采区域的过程中，倾斜方向采用自上而下后退式退回采，厚度方向采用倒台阶式开采，并根据顶板稳固情况进行锚网支护；锚杆端部要打入岩体不小于0.5m；锚杆网度为不超过1m*1m；锚杆的直径不小于

18、优选的，步骤s9中设计二类回采区域c1～cm的顺序时，按照下述流程进行设计：

19、先在将编号在最后的两个混凝土人工矿柱之间连接巷道与相邻切割横巷的上部矿块作为c1，以期望打通c1形成端侧通风；再在靠近矿房间柱的一侧距离对应相邻人工矿柱间一定宽度的各个矿块作为将c2～ca，使其与各个切割横巷之间形成矿房间柱位置通风道；

20、将右上部分人工矿柱与角落处对应的矿块作为ca+1；

21、剩余的矿块将其沿平行与切割横巷中线的方向分为两部分，再从尾侧的切割横巷作为起始端，在倾向方向上从矿房间柱往切割上山处逐渐向外，并对平行于切割上山的走向方向上的左右两个矿块，则采用先标记靠近前一个切割横巷矿块，再标记靠近后一个切割横巷矿块的顺序来进行处理；对每个切割横巷两侧的剩余矿块依次进行顺序标记。

22、优选的，在回采混凝土人工矿柱周边矿体时采用多打眼，少装药的方式进行爆破，且炮孔底部与混凝土人工矿柱间的距离不少于30～50cm。

23、本发明有益效果：

24、本发明设计了一种人工矿柱置换矿石矿柱以提高回采率，降低矿石资源损失的方法，其将已有的人工矿柱置换法进行了进一步的研究，讨论出了一套行之有效的回采流程工艺，从而大大地提高了回采率，经过统计计算，其回采率从原来的61.81％，提高到了80.16％，增加了回采率18.35％；同时对于成本控制和总效益而言都产生了积极的效果，适合在行业内进行广泛推广应用。

技术特征：

1.一种铝矿场人工矿柱置换矿石矿柱的回采优化方法，其特征在于：它包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种铝矿场人工矿柱置换矿石矿柱的回采优化方法，其特征在于：在步骤s5中浇筑混凝土人工矿柱前，可在混凝土中加入钢纤维，其中每立方米的混凝土添加30kg钢纤维；同时对底板进行整平矿岩碎石，采用钢筋锚杆对矿体底板黏土岩或铝土岩的方式进行加固处理。

3.根据权利要求1所述的一种铝矿场人工矿柱置换矿石矿柱的回采优化方法，其特征在于：在步骤s8中对矿体回采的过程中，若出现混凝土人工矿柱未完全接顶时，需采用圆木填塞进行接顶。

4.根据权利要求1所述的一种铝矿场人工矿柱置换矿石矿柱的回采优化方法，其特征在于：回采一类回采区域的过程中，倾斜方向采用自上而下后退式退回采，厚度方向采用倒台阶式开采，并根据顶板稳固情况进行锚网支护；锚杆端部要打入岩体不小于0.5m；锚杆网度为不超过1m*1m；锚杆的直径不小于φ20mm。

5.根据权利要求1所述的一种铝矿场人工矿柱置换矿石矿柱的回采优化方法，其特征在于：步骤s9中设计二类回采区域c1~cm的顺序时，按照下述流程进行设计：

6.根据权利要求1所述的一种铝矿场人工矿柱置换矿石矿柱的回采优化方法，其特征在于：在回采混凝土人工矿柱周边矿体时采用多打眼，少装药的方式进行爆破，且炮孔底部与混凝土人工矿柱间的距离不少于30~50cm。

技术总结
本发明公开了一种铝矿场人工矿柱置换矿石矿柱的回采优化方法，属于采矿工艺方法技术领域；它包括以下步骤：1、确定采场范围；2、确定采场结构参数；设计采准工程和切割工程；3、对切割横巷A1实施掘进工作，回采B1矿块；4、开挖矿柱槽；5、浇筑混凝土人工矿柱；6、人工矿柱接顶；7、拆模并掘进切割横巷A2，同时回采B2；8、重复3~7流程；9、对二类回采区域对应剩余矿块的回采顺序进行设计，并按照设计流程开展回采工作；本发明有效地解决了当前矿下在使用人工矿柱回采时回收率较低，矿石资源损失较大的问题。

技术研发人员：余超,刘凝颖,刘国斌,王俊
受保护的技术使用者：中国铝业股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14