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编辑：中冶有色技术网
来源：中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司,华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司,中钢集团马鞍山矿院工程勘察设计有限公司
权利要求
1.崩落法转充填法过程中存窿矿的回收方法，其特征在于采用以下技术方案：
1)根据采空区(8)的走向、长度及围岩强度情况将采空区(8)划分为3个盘区，即I盘区(17)、II盘区(18)、III盘区(19)，盘区长度为40～60m，相邻的盘区之间留设盘区间柱(13)，盘区间柱(13)宽度为8～15m；利用原出矿进路(4)作为存窿矿回收的集矿堑沟(1)，在矿体下盘新掘出矿联巷(3)，在出矿联巷(3)内沿矿体走向每隔10～15m布置一条装矿进路(2)，装矿进路(2)与出矿联巷(3)斜交；利用出矿联巷(3)对集矿堑沟(1)中的存窿矿进行回采；
2)待集矿堑沟(1)中的存窿矿回采结束，将出矿联巷(3)布置为新集矿堑沟(1’)，原分段沿脉运输巷(10)作为新出矿联巷(3’)，在新出矿联巷(3’)内每隔10～15m布置一条装矿进路(2)，装矿进路(2)与新出矿联巷(3’)斜交，利用新出矿联巷(3’)对新集堑沟(1’)中的存窿矿进行回采；
3)依步骤1)、步骤2)进行循环；如矿体下盘仍有存窿矿资源，则在矿体下盘再增加新集矿堑沟(1’)、新出矿巷道(3’)和分段沿脉运输巷(11)；
4)存窿矿的盘区间回收顺序为：沿矿体走向分步骤回收，隔一采一，先采盘区I盘区(17)，再采III盘区(19)，最后回采II盘区(18)；盘区内由矿体上盘向矿体下盘进行回采，竖直方向采用自下而上逐分段回采，采场内多个装矿进路(2)同时回收矿石；
5)对于矿石覆盖层(7)的矿石资源利用铲运机在装矿进路(2)中对集矿堑沟(1)中的矿石进行回采；三角矿柱(6)的矿石资源在下个分段的原出矿进路(4)中进行凿扇形中深孔爆破回收，随后再利用装矿进路(2)对形成的集矿堑沟(1)进行回采。
2.如权利要求1所述的崩落法转充填法过程中存窿矿的回收方法，其特征在于：盘区内回收2～3个分层后立即采用全尾砂对采空区(8)进行胶结充填，形成充填体(9)；待充填体(9)完全胶结后，继续回采充填体(9)上部分层。
3.如权利要求1或2所述的崩落法转充填法过程中存窿矿的回收方法，其特征在于：所述出矿联巷(3)、新出矿联巷(3’)、集矿堑沟(1)、新集矿堑沟(1’)及分段沿脉运输巷(11)工程均在矿体下盘布置。
说明书
技术领域
本发明属于地下矿山开采技术领域，具体涉及无底柱分段崩落法转充填法采矿过程中地表未塌陷的存窿矿的回收方法。
背景技术
近年来，随着矿山开采技术和充填技术的快速发展，国家环保政策的要求的提高，特别是无底柱分段崩落法采矿导致地表与围岩崩落，对地表环境负面影响大，崩落法转充填法开采已经成为政策和技术发展的必然要求。
无底柱分段崩落法转充填法的过程中，原采场往往存在大量的存窿矿石资源，尤其是对于顶底板围岩稳固性较好，地表还未塌陷，覆盖层主要为矿石的矿山。存窿矿石资源是指矿山采场回采工作结束后残留于采场的矿石资源，崩落法转充填法主要的存窿矿石资源有三角矿柱和矿石覆盖层。目前，现有的技术方法无法对崩落法转充填法采矿中的存窿矿石资源进行安全有效的回收及安全处理。
因此，亟需解决无底柱分段崩落法转充填法采矿过程中地表未塌陷的存窿矿的回收利用技术难题，使存窿矿石资源得到高效、安全回收，提高矿山的资源利用率。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的无法对存窿矿石资源进行安全有效回收的技术难题，而提供一种安全性好、施工工艺简便、工程费用低的崩落法转充填法过程中存窿矿的回收方法，能够充分解决崩落法转充填采矿法所遗留的资源损失的问题，最大限度回采上部遗留矿石资源，延长矿山的服务年限，同时又能对采空区进行安全处理，实现了崩落向充填法的平稳过渡，消除了存窿矿石回采中的安全隐患。
为实现本发明的上述目的，本发明一种崩落法转充填法过程中存窿矿的回收方法采用以下技术方案：
1)根据采空区的走向、长度及围岩强度情况将采空区划分为3个盘区，即I盘区、II盘区、III盘区，盘区长度为40～60m，相邻的盘区之间留设盘区间柱，盘区间柱宽度为8～15m；利用原出矿进路作为存窿矿回收的集矿堑沟，在矿体下盘新掘出矿联巷，在出矿联巷内沿矿体走向每隔10～15m布置一条装矿进路，装矿进路与出矿联巷斜交；利用出矿联巷对集矿堑沟中的存窿矿进行回采；所述的集矿堑沟、装矿进路、出矿联巷位于同一水平。
2)待集矿堑沟中的存窿矿回采结束，将出矿联巷布置为新集矿堑沟，原分段沿脉运输巷作为新出矿联巷，在新出矿联巷内每隔10～15m布置一条装矿进路，装矿进路与新出矿联巷斜交，利用新出矿联巷对新集堑沟中的存窿矿进行回采；
3)依步骤1)、步骤2)进行循环；如矿体下盘仍有存窿矿资源，则在矿体下盘再增加新集矿堑沟、新出矿巷道和分段沿脉运输巷；
4)存窿矿的盘区间回收顺序为：沿矿体走向分步骤回收，隔一采一，先采盘区I盘区，再采III盘区，最后回采II盘区；盘区内由矿体上盘向矿体下盘进行回采，竖直方向采用自下而上逐分段回采，采场内多个装矿进路同时回收矿石；
5)对于矿石覆盖层的矿石资源利用铲运机在装矿进路中对集矿堑沟中的矿石进行回采；三角矿柱的矿石资源在下个分段的原出矿进路中进行凿扇形中深孔爆破回收，随后再利用装矿进路对形成的集矿堑沟进行回采。
为安全高效回采三角矿柱和矿石覆盖层等存窿矿石资源，盘区内回收2～3个分层后立即采用全尾砂对采空区进行胶结充填，形成充填体；待充填体完全胶结后，继续回采充填体上部分层。
所述出矿联巷、新出矿联巷、集矿堑沟、新集矿堑沟及分段沿脉运输巷工程均在矿体下盘布置。
本发明一种崩落法转充填法过程中存窿矿的回收方法采用以上技术方案后，具体表现为以下积极效果：
(1)能够免除无底柱分段崩落法转充填采矿方法中安全隔离层矿柱的留设，减少资源损失；
(2)能够对崩落法采矿产生的三角矿柱和矿石覆盖层存窿矿石资源进行安全高效的回收，最大限度回采了采空区中的矿石资源，延长矿山服务年限，经济效益显著；
(3)回收结束后采用全尾砂对采空区分步骤胶结充填，消除了采空区的安全隐患，安全效果显著。
附图说明
图1是原崩落法工程布置剖面图；
图2是本发明对存窿矿石回收工程布置剖面图；
图3是本发明存窿矿石回收工程布置平面图。
图中标记为：1-集矿堑沟；1’-新集矿堑沟；2-装矿进路；3-出矿联巷；3’-新出矿联巷；4-原出矿进路；5-穿脉巷；6-三角矿柱；7-矿石覆盖层；8-采空区；9-充填体；10-原分段沿脉运输巷、11-分段沿脉运输巷；12-阶段沿脉运输巷；13-盘区间柱；14-矿体边界线；15-充填采矿法回采中段；16-崩落法采矿中段；17-I盘区；18-II盘区；19-III盘区。
具体实施方式
为更好地描述本发明，下面结合附图对本发明一种崩落法转充填法过程中存窿矿的回收方法做进一步详细描述。
由图2所示的本发明对存窿矿石回收工程布置剖面图并结合图2、图1看出，本发明一种崩落法转充填法过程中存窿矿的回收方法，原分段沿脉运输巷10、阶段沿脉运输巷12和原出矿进路4均属于原有工程，存窿矿回采设计时尽可能利原有工程减少工程量。具体采用以下工艺对崩落法转充填法过程中存窿矿进行回采：
1)根据采空区8的走向、长度及围岩强度情况将采空区8划分为3个盘区，即I盘区17、II盘区18、III盘区19，盘区长度为40～60m，相邻的盘区之间留设盘区间柱13，盘区间柱13宽度为8～15m；利用原出矿进路4作为存窿矿回收的集矿堑沟1，在矿体下盘新掘出矿联巷3，在出矿联巷3内沿矿体走向每隔10～15m布置一条装矿进路2，装矿进路2与出矿联巷3斜交；利用出矿联巷3对集矿堑沟1中的存窿矿进行回采；
2)待集矿堑沟1中的存窿矿回采结束，将出矿联巷3布置为新集矿堑沟1’，原分段沿脉运输巷10作为新出矿联巷3’，在新出矿联巷3’内每隔10～15m布置一条装矿进路2，装矿进路2与新出矿联巷3’斜交，利用新出矿联巷3’对新集堑沟1’中的存窿矿进行回采；
所述出矿联巷3、新出矿联巷3’、集矿堑沟1、新集矿堑沟1’及分段沿脉运输巷11工程均在矿体下盘布置；
3)依步骤1)、步骤2)进行循环；如矿体下盘仍有存窿矿资源，则在矿体下盘再增加新集矿堑沟1’、新出矿巷道3’和分段沿脉运输巷11；
4)存窿矿的盘区间回收顺序为：沿矿体走向分步骤回收，隔一采一，先采盘区I盘区17，再采III盘区19，最后回采II盘区18；盘区内由矿体上盘向矿体下盘进行回采，竖直方向采用自下而上逐分段回采，采场内多个装矿进路2同时回收矿石；
5)对于矿石覆盖层7的矿石资源利用铲运机在装矿进路2中对集矿堑沟1中的矿石进行回采；三角矿柱6的矿石资源在下个分段的原出矿进路4中进行凿扇形中深孔爆破回收，随后再利用装矿进路2对形成的集矿堑沟1进行回采。
6)为安全高效回采三角矿柱6和矿石覆盖层7等存窿矿石资源，盘区内回收2～3个分层后立即采用全尾砂对采空区8进行胶结充填，形成充填体9，分层的充填体9胶结后可作为深部开采的人工假顶，也可作为上部矿石回采的矿石覆盖层7，能够有效抑制和避免地压情况出现，减少空区暴露面积；待充填体9完全胶结后，继续回采充填体9上部分层，直至回采结束。
穿脉巷5布置在盘区间柱13内并与分段沿脉运输巷11联通；矿体边界线14为矿体的工业品位界线；崩落法采矿中段16位于两个阶段沿脉运输巷12之间，采用崩落法采矿；充填采矿法回采中段15位于崩落法采矿中段16的下部，采用充填法采矿。
本发明能够将空区内的存窿矿石进行回收，提高矿石的回采率，能够有效减少矿石资源的损失，延长矿山服务年限，降低吨矿成本，增加企业效益；此外，本发明能够减免崩落转充填采矿方法过程中隔离层的留设，能够对采空区进行安全处理，消除采空区的安全隐患。
本发明成功应用于某铁矿存窿矿石回收，据统计，使用本发明回收存窿矿石资源的综合回收率为76％，年均综合回收矿石量30万吨，经济效益9000余万元/年，延长矿山服务年限1～2年，实现了无底柱分段崩落法转充填采矿法存窿矿石资源的高效回收，并逐渐消除了采空区的安全隐患。
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