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缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采方法
2021-11-22 16:25:51 来源:南华大学
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权利要求


1.缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采方法,其特征在于包括以下步骤:

步骤1)、自上中段顶柱上盘施工充填回风巷,并采用充填联络巷、充填回风井与原房柱法回采的老空区贯通,并采用高强度胶结充填体将老空区充填,所用高强度胶结充填体60天单轴抗压强应大于等于3MPa,充填时要求不接顶,预留顶部1.5-2m老空区作为上层矿体回采爆破的自由面和补偿空间;

步骤2)、在下中段底柱中施工溜矿井,溜矿井与原房柱法每个矿房一一对应,即每个矿房均布置一个溜矿井,溜矿井施工至矿体和顶板围岩交界处,并自充填体顶面标高位置施工联络道与顶部预留1.5-2m的老空区贯通,并在联络道对面施工电耙硐室,当采用点柱式上向分层充填法回采上层矿体时,则向上每隔3m需开设联络道、电耙硐室,上下相邻两层联络道、电耙硐室呈60°交错布置;

步骤3)、自下而上对预留的1.5-2.0m老空区顶板进行检撬和支护,并采用YGZ-90钻机在老空区内沿着矿体倾向方向在每个矿房中心线上施工一列上向中深孔,探明上层矿体的厚度;

步骤4)、回采上层矿体,当上层矿体厚度小于等于5m时,采用浅孔房柱法回采上层矿体,并采用胶结充填体充填接顶,当上层矿体厚度大于5m时,采用点柱式上向分层充填法回采上层矿体,分层高度3m,最后一个分层回采完毕后充填接顶,采用浅孔房柱法或点柱式上向分层充填法回采上层矿体时,所留设的点柱位置与老空区矿柱位置一一对应,且尺寸相同;

步骤5)、回采下层矿体,采用上向分层进路充填法进行回采,当下层矿体厚度小于等于3.0m时划分为一个分层回采,当矿体厚度大于3.0m时分层回采,分层高度3.0m,最上一个分层进路回采时,只充填一步骤进路,二步骤进路不充填。


2.根据权利要求1所述的缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采方法,其特征在于:所述步骤1)中的充填联络巷、充填回风井每个采场至少布置两条,并作为上层矿体回采时的人行回风通道。


3.根据权利要求1所述的缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采方法,其特征在于:所述步骤3)中上向中深孔与老空区顶板之间的角度为90°,孔距8-10m。


4.根据权利要求1所述的缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采方法,其特征在于:所述步骤4)中上分层矿体回采时,采用浅孔凿岩机施工水平或似水平浅孔,以下部空区为自由面和补偿空间进行压顶爆破。


5.根据权利要求1所述的缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采方法,其特征在于:所述步骤4)中,充填接顶时胶结充填体强度要求28天单轴抗压强度大于等于1MPa。


6.根据权利要求1所述的缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采方法,其特征在于:所述步骤5)中,进路断面规格3m×3m,一步骤胶结充填体强度要求28天单轴抗压强度大于等于2MPa,二步骤胶结充填体强度要求28天单轴抗压强度大于等于1MPa。


7.根据权利要求1或2所述的缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采方法,其特征在于:所述步骤4)中,采用点柱式上向分层充填法回采上层矿体时,须采用合理的方式对顶板进行支护。


说明书


技术领域

本发明涉及地下矿山开采领域,特别涉及缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采方法,适用于矿石品位高、价值好的缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采。


背景技术

缓倾斜中厚-厚大矿体是最为典型的难采矿体之一,受赋存条件、凿岩、出矿、支护等方面的制约,难以实现该类型矿体的安全、高效、经济开采。在充填采矿技术没有推广前,我国不少老矿山、小矿山回采缓倾斜中厚-厚大矿体时,往往采用浅孔房柱法进行回采,受顶板管理与支护的限制,在回采过程中往往采用“掏心”的办法进行回采,即只回采了矿体的中间位置,回采高度6-15m,并将矿石出干净,在空区的顶、底板都残留了大量的矿体未采,矿石回采率约40%上下,造成了大量宝贵矿产资源的浪费,或者是一些民采矿山,无序开挖,见矿采矿,或者是地质探矿程度不够,也会导致上述现象。

由于采场空区高度达6-15m,超过了人工或常规检撬设备有效作业高度,因此人员设备无法进入采场进行作业,上述残留的矿体想要进行回收,采用常规方法和现有技术其回采作业安全性差,回采难度极大。


发明内容

针对上述类型缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采难题,本发明公布了一种缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采方法,能够有效解决该类型矿体常规方法回采作业安全性差、回采难度大的难题。

一种缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采方法,其特征在于包括以下步骤:

(步骤1)、自上中段顶柱上盘施工充填回风巷,并采用充填联络巷、充填回风井与原房柱法回采的老空区贯通,并采用高强度胶结充填体将老空区充填,所用高强度胶结充填体60天单轴抗压强应大于等于3MPa,充填时要求不接顶,预留顶部1.5-2m老空区作为上层矿体回采爆破的自由面和补偿空间;

(步骤2)、在下中段底柱中施工溜矿井,溜矿井与原房柱法每个矿房一一对应,即每个矿房均布置一个溜矿井,溜矿井施工至矿体和顶板围岩交界处,并自充填体顶面标高位置施工联络道与顶部预留1.5-2m的老空区贯通,并在联络道对面施工电耙硐室,当采用点柱式上向分层充填法回采上层矿体时,则向上每隔3m需开设联络道、电耙硐室,上下相邻两层联络道、电耙硐室呈60°交错布置;

(步骤3)、自下而上对预留的1.5-2.0m老空区顶板进行检撬和支护,并采用YGZ-90钻机在老空区内沿着矿体倾向方向在每个矿房中心线上施工一列上向中深孔,探明上层矿体的厚度;

(步骤4)、回采上层矿体,当上层矿体厚度小于等于5m时,采用浅孔房柱法回采上层矿体,并采用胶结充填体充填接顶,当上层矿体厚度大于5m时,采用点柱式上向分层充填法回采上层矿体,分层高度3m,最后一个分层回采完毕后充填接顶,采用浅孔房柱法或点柱式上向分层充填法回采上层矿体时,所留设的点柱位置与老空区矿柱位置一一对应,且尺寸相同;

(步骤5)、回采下层矿体,采用上向分层进路充填法进行回采,当下层矿体厚度小于等于3.0m时划分为一个分层回采,当矿体厚度大于3.0m时分层回采,分层高度3.0m,最上一个分层进路回采时,只充填一步骤进路,二步骤进路不充填。

进一步地,所述(步骤1)中的充填联络巷、充填回风井每个采场至少布置两条,并作为上层矿体回采时的人行回风通道。

进一步地,所述(步骤3)中上向中深孔角度为90°,孔距8-10m。

进一步地,所述(步骤4)中上分层矿体回采时,采用浅孔凿岩机施工水平或似水平浅孔,以下部空区为自由面和补偿空间进行压顶爆破。

优选地,所述(步骤4)中,充填接顶时胶结充填体强度要求28天单轴抗压强度大于等于1MPa。

优选地,所述(步骤5)中,进路断面规格3m×3m,一步骤胶结充填体强度要求28天单轴抗压强度大于等于2MPa,二步骤胶结充填体强度要求28天单轴抗压强度大于等于1MPa。

进一步地,所述(步骤4)中,采用点柱式上向分层充填法回采上层矿体时,须采用合理的方式对顶板进行支护。

有益效果

本发明的有益效果如下:

(1)首先采用高强度充填体对老空区进行了充填处理,避免空区发生垮冒,回采安全能够得到保证。

(2)老空区充填时上部预留1.5-2.0m空区不充填,作为上层矿体回采压顶爆破的自由面和补偿空间,能够有效降低上层矿体回采时的采切工程量,降低回采单位成本,同时压顶爆破有助于控制爆破效果、减少爆破对顶板岩体的保护。

(3)上层矿体、下层矿体均采用浅孔进行回采,机动灵活,有助于剔除夹石,控制贫化,同时矿石回收率也有保证。


附图说明

图1为本发明提供的一种缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采方法原房柱法回采采场平面布置图;

图2为本发明提供的一种缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采方法原房柱法回采采场纵剖面图;

图3为本发明提供的一种缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采方法原房柱法老空区充填示意图;

图4为本发明提供的一种缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采方法上层矿体回采采场平面布置图;

图5为本发明提供的一种缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采方法上层矿体回采采场纵剖面图;

图6为本发明提供的一种缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采方法下层矿体回采采场纵剖面图;

图中:1-上中段顶柱;2-下中段底柱;3-老空区;4-点柱;5-上层矿体;6-下层矿体;7-充填回风巷;8-充填联络巷;9-充填回风井;10-高强度胶结充填体;11-溜矿井;12-电耙硐室;13-回采进路;14-胶结充填体。


具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例;基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例,都属于本发明所保护的范围。

从图1至图6所示,新疆哈密某金矿矿体为缓倾斜矿体,矿体平均地质品位3~4g/t,平均倾角10°,平均厚度为4~5m,自1960年建矿以来一直沿用浅孔房柱法进行回采。随着开采深度的加大,深部3号勘探线-7号勘探线矿体厚度在-450m中段厚度达到20m左右,由于该矿当时开采技术水平不高,加上当时该矿尚未建立起充填系统,故仍然采用浅孔房柱法对该部分厚大矿体进行了“掏芯”,只回采了中间8m左右的矿体,在上下盘遗留了大量的矿体。

实施例一

本发明提供的一种缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采方法,包括如下步骤:

(步骤1)、自上中段顶柱1上盘施工充填回风巷7,充填回风巷7断面大小3m×3m,并采用充填联络巷8、充填回风井9与原房柱法回采的老空区3贯通,充填联络巷8、充填回风井9断面大小2m×2m,并采用高强度胶结充填体10将老空区3充填,所用高强度胶结充填体10的60天单轴抗压强应大于等于3MPa,充填时要求不接顶,预留顶部1.5老空区3作为上层矿体5回采爆破的自由面和补偿空间。

(步骤2)、在下中段底柱2中施工溜矿井11,溜矿井11断面大小为Φ1.8m,溜矿井11与原房柱法每个矿房一一对应,即每个矿房均布置一个溜矿井11,溜矿井11施工至矿体和顶板围岩交界处,并自充填体顶面标高位置施工联络道与顶部预留1.5-2m的老空区3贯通,并在联络道对面施工电耙硐室12,并向上每隔3m需开设联络道、电耙硐室12,上下相邻两层联络道、电耙硐室12呈60°交错布置。联络道断面大小为2m×2m,电耙硐室12规格为2m×2m×2m(长×宽×高)。

(步骤3)、自下而上对预留的1.5-2.0m老空区3顶板进行检撬和支护,并采用YGZ-90钻机在老空区3内沿着矿体倾向方向在每个矿房中心线上施工一列上向中深孔,探明上层矿体5的厚度。施工的钻孔孔径为65mm,角度为90°,炮孔间距为10m,探明上层矿体5厚度为9m。

(步骤4)、采用点柱式上向分层充填法回采上层矿体5,分层高度3m,分为3层矿体进行回采,分层回采高度3m,最大空顶高度4.5m,最后一个分层回采完毕后充填接顶,所留设的点柱4尺寸为3m×3m,其位置与老空区3矿柱位置一一对应,且尺寸相同。采场回采采用7655气腿式凿岩机凿岩,炮孔直径40-42mm,炮孔排距0.8m,孔距1-1.2m,崩落矿石采用30kW电耙出矿,通过溜矿井11在下部运输巷中装车运出。回采过程中采用锚杆对顶板进行支护,锚杆类型为树脂锚杆,锚杆长度为1.8m,网度2m×2m。采场充填要求接顶,接顶时胶结充填体14强度要求28天单轴抗压强度大于等于1MPa。

(步骤5)、回采下层矿体6,采用上向分层进路充填法进行回采,当下层矿体6厚度小于等于3.0m时划分为一个分层回采,当矿体厚度大于3.0m时分层回采,分层高度3.0m,最上一个分层进路回采时,只充填一步骤进路,二步骤进路不充填。回采进路13断面规格3m×3m,一步骤进路胶结充填体14强度要求28天单轴抗压强度大于等于2MPa,二步骤进路胶结充填体14强度要求28天单轴抗压强度大于等于1MPa。

实施例二

本发明提供的一种缓倾斜中厚-厚大矿体残矿回采方法,包括如下步骤:

(步骤1)、自上中段顶柱11上盘施工充填回风巷7,充填回风巷7断面大小3m×3m,并采用充填联络巷8、充填回风井9与原房柱法回采的老空区3贯通,充填联络巷8、充填回风井9断面大小2m×2m,并采用高强度胶结充填体10将老空区3充填,所用高强度胶结充填体10的60天单轴抗压强应大于等于3MPa,充填时要求不接顶,预留顶部1.5老空区3作为上层矿体5回采爆破的自由面和补偿空间。

(步骤2)、在下中段底柱2中施工溜矿井11,溜矿井11断面大小为Φ1.8m,溜矿井11与原房柱法每个矿房一一对应,即每个矿房均布置一个溜矿井11,溜矿井11施工至矿体和顶板围岩交界处,并自充填体顶面标高位置施工联络道与顶部预留1.5-2m的老空区3贯通,并在联络道对面施工电耙硐室12。联络道断面大小为2m×2m,电耙硐室12规格为2m×2m×2m(长×宽×高)。

(步骤3)、自下而上对预留的1.5-2.0m老空区3顶板进行检撬和支护,并采用YGZ-90钻机在老空区3内沿着矿体倾向方向在每个矿房中心线上施工一列上向中深孔,探明上层矿体5的厚度。施工的钻孔孔径为65mm,角度为90°,炮孔间距为10m,探明上层矿体5厚度为4m。

(步骤4)、采用浅孔房柱法回采上层矿体5,所留设的点柱4尺寸为3m×3m,其位置与老空区3矿柱位置一一对应,且尺寸相同。采场回采采用7655气腿式凿岩机凿岩,炮孔直径40-42mm,炮孔排距0.8m,孔距1-1.2m,崩落矿石采用30kW电耙出矿,通过溜矿井11在下部运输巷中装车运出。回采过程中采用锚杆对顶板进行支护,锚杆类型为树脂锚杆,锚杆长度为1.8m,网度2m×2m。采场回采出矿完毕后对采场进行充填,充填要求接顶,接顶时胶结充填体14强度要求28天单轴抗压强度大于等于1MPa。

(步骤5)、回采下层矿体6,采用上向分层进路充填法进行回采,当下层矿体6厚度小于等于3.0m时划分为一个分层回采,当矿体厚度大于3.0m时分层回采,分层高度3.0m,最上一个分层进路回采时,只充填一步骤进路,二步骤进路不充填。回采进路13断面规格3m×3m,一步骤进路胶结充填体14强度要求28天单轴抗压强度大于等于2MPa,二步骤进路胶结充填体14强度要求28天单轴抗压强度大于等于1MPa。


以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。


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采矿技术
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