[发明专利]一种蜂巢结构胶结充填采矿法

说明书

技术领域：

本发明属于采矿生产领域，涉及一种地下矿床开采方法，适用于矿岩破碎、稳固性差的厚大矿床开采的方法，可应用于有色金属和黄金矿山的采矿。

背景技术：

随着地下开采技术的不断进步和采矿新机械、新设备的不断涌现，以及世界经济对矿产资源需求量的日益增加，从世界范围来看，采矿方法也不断向高强度、低成本、高度机械化、安全、低损失贫化、良好作业环境方向发展，大规模开采技术已成为世界各国采矿界努力的一个重要方向。

空场法、崩落法、充填法三大采矿方法针对不同的矿山开采技术条件，具有各自独特的优势，空场法对矿体和围岩稳定性的要求很高，难以在各种矿山广泛应用；损失贫化率高则是崩落法的突出缺点，一般崩落法的损失贫化率常常在20％～35％甚至更高，对资源的浪费非常严重；相比而言，充填采矿法在充分回收矿产资源、控制深井开采地压活动和改善环境保护方面具有明显的优势且已取得显著的成效，特别是近年来该种采矿方法在世界各国得到了越来越广泛的应用。我国地下矿山中45％的有色金属大中型矿山和37％的黄金矿山都采用充填法。

对于矿石价值较高、矿岩稳定性好的厚大金属矿山，常采用以阶段充填采矿法为特征的大规模采矿技术，如安庆铜矿开展大直径深孔采矿法双阶段连续采矿法研究、凤凰山铜矿开展无间柱连续大量采矿法研究，上述采矿方法都已获得成功并取得了良好的经济效益和社会效益。

对于矿石价值较高、矿岩稳定性相对较好，但矿岩稳定性或矿体厚度难以达到阶段充填采矿法开采条件的矿山，如富家矿、大岭矿、铜山铜矿、铜坑锡矿、新桥硫铁矿等，均采用分段充填采矿法或分层充填采矿法开采，分段充填采矿法和分层充填采矿法与阶段充填采矿法相比生产能力小，生产成本相对较高。

对于矿石价值较高、矿岩破碎、稳固性差的厚大矿体，目前国内应用最广的采矿方法是进路式胶结充填采矿法，包括下向长方形进路胶结充填采矿法或下向六角形进路胶结充填采矿法等，上述采矿方法在国内金川二矿区、金川龙首矿、富家矿、喀拉通克镍矿等都得到了良好的应用，并取得了较好的经济效益。但无论长方形进路或者六角形进路采矿法，都具有生产成本低、生产能力小、工艺复杂等诸多缺点，难以实现经济效益和社会效益的最大化，因此使该种采矿方法的推广应用受到了很大的限制，国外应用进路式采矿方法的矿山并不多见，往往代之以损失贫化率很高的崩落采矿法开采该类矿床，如无底柱分段崩落法、自然崩落法等，回采时的矿石损失率一般在20％～35％之间，有时甚至更高，从充分回收资源的角度而言显然不是最佳选择。

从目前世界范围来看，对于高应力破碎矿岩条件下矿石价值较高的地下厚大矿床的开采，尚没有找到一种具有生产成本低、生产效率高、损失贫化低的采矿方法。

发明内容：

本发明目的是针对地下有色金属和黄金矿山厚大、破碎、不稳定矿体，提出一种能够有效利用矿产资源，降低损失贫化率的采矿方法。

一种蜂巢结构胶结充填采矿法，该种采矿方法的特征在于：(1)沿矿体走向将矿体分为中段(根据矿体倾角等因素不同中段高度一般在60～150m之间)，中段内划分为分段(根据矿体倾角等因素不同分段h₁高度一般在18～32m之间)，分段采场结构呈蜂巢状，各分段之间采场相互嵌套交错布置(见图1、图2)；(2)在上(或下)盘沿脉道1(注：根据上下盘围岩稳定性不同，可将采准系统布置在矿体上盘或下盘围岩中)分别掘穿脉道2至矿体下(或上)盘(见图3)，两个穿脉道间间隔一定距离凿一出矿联络道3与相邻穿脉道联通；(3)第一分段首先回采蜂巢状采场的上半部分，即在穿脉道下(或上)盘沿走向掘进切割巷4，采用中深孔爆破形成切割槽，在穿脉道中布置垂直上向扇形中深孔5，采用岩石炸药、非电导爆管微差爆破，铲运机出矿，将矿石铲运至采场溜井6，每次爆破仅放出部分矿石，保证下一次爆破有足够的补偿空间即可，之后继续分步后退式回采至矿体上(或下)盘；(4)之后回采第一分段下半部分矿体，切割、凿岩、装药、爆破方法同前所述，待下半部分采场矿体全部爆破完成后，将该分段前期已爆破滞留采场的矿石全部由采场底部出矿联络道集中出完；(5)开采形成的蜂巢结构空场进行大规模充填，空场下部充高灰砂比充填料浆以形成高强度充填体，空场上部充低灰砂比充填料浆以形成低强度充填体；(6)充填料浆凝固后，再依次回采相邻第二分段、第三分段采场，开采工艺同前。

蜂巢结构胶结充填采矿法与下向进路胶结充填采矿法的不同主要表现在以下几个方面：

(1)采场结构不同