[发明专利]一种矿山开采嗣后胶结和非胶结充填采矿方法

说明书

技术领域

本发明涉及充填采矿法，进一步来说，涉及一种矿山开采嗣后胶结和非胶结充填采矿方法。

背景技术

与本发明相近的技术为中国专利ZL200710077624.3 “磷石膏胶结嗣后充填采矿法及其制浆工艺” ，该专利公开了制浆工艺是以磷石膏、粉煤灰或白云岩和水泥为填充料浆的材料，加水后，通过成套搅拌设备制成充填料浆；充填料浆经充填钻孔或泵站输入采准水平，再经充填管线斜井进入充填采场的上分层脉外分层平巷，由充填采场的上分层矿房联络道充入采场。该发明能保证矿山达产和稳产，提高矿石回收率，磷矿资源得到充分的回收利用，经济效益显著；还能有效地保护矿山环境，解决空场法采矿形成地质灾害、矿山生产不安全，给地表工业设施、公路及房屋带来威胁的问题 ,但其最大的缺点或不足之处在于直接用对环境危害巨大的工业废渣磷石膏作为主要充填材料充填于地下，其对地下环境水系的危害必将是巨大的。其次，其采用全胶结充填必然导至充填成本的增加，这对于矿石质量较差的中低品位磷矿区矿石的开采，在开采成本上是极其不利的。

中低品位磷矿石经过选矿工艺富集产生的大量选矿废渣—尾矿, 选矿工艺出来的尾矿浓度约为20%,尾矿送入尾矿库。而尾矿的堆积和管理属我国重大危险源管理范围。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷,提供磷尾砂嗣后胶结和非胶结充填采矿法。为了实现这一目的,本发明的一种矿山开采嗣后胶结和非胶结充填采矿方法的具体内容包括:

（1）、矿房准备：按照采矿法的要求，采用每隔四个矿房，开采一个矿房的方式开采;

（2）、矿房充填准备：矿房开采后将形成间隔45米到120米的25000米³和30000米³的采空场,矿房采完后对底部结构的出矿进路用木板封堵，预留深水孔，采空场安装渗水管后开始充填;

(3)、充填准备：

按申请号201210008744.9“一种充填采矿法的充填料桨及其制备方法”的要求，将尾矿、水泥、超微粉和采矿废石制成的骨料制备成大于70%浓度的充填料桨通过管道加压或者自流到准备好的采空矿房进行胶结充填,即:

通过压滤或深锥浓密的方式将20%浓度的选矿尾矿浓密为浓度65%以上的高浓度尾矿, 分离的水回流到选矿流程;

再通过管道将浓密为浓度65%以上尾矿输送到矿山硐口的充填料桨制备站，在充填料桨制备站，通过搅拌设备按各材料按重量份计的配方:  水泥：超微粉=0.8～0.3：0.2～0.7; 砂灰比为4～12；采矿废渣为小于2cm的颗粒, 采矿废渣与尾矿之比不固定,制备成浓度等于或大于70%的充填料桨;通过管道加压或者自流到准备好的采空矿房进行胶结充填；

非胶结充填则只用浓密为65%以上的高浓度尾矿和小于2cm的颗粒采矿废石直接充填于采空矿房;

（4）、回采与矿房充填：

采空场安装渗水管后开始充填，底部结构部分用砂灰比为4的充填料桨进行高强度充填，每次充填高度不能大于60公分，随后进行矿房充填，用砂灰比为10～12的充填料桨低强度充填，直到充填完整个空区;待充填体达到凝固要求后,再每隔四个矿房，对开采相邻的下一个矿房回采与充填;

相邻矿房间采用胶结和非胶结充填的方式交错进行;

在整个中段矿房开采结束后开始回收上中段砥柱，在对砥柱空区部分采用的砂灰比4的充填料桨进行高强度充填，充填体的结顶采用喷射混凝土结顶，其中为加强充填体的稳定性，在高强度充填体部分，预先施工开缝式锚杆将充填体与顶底板加强联结;

（5）、充填后的管理:

在进行充填的过程中，对不同比例的胶结充填料桨制备试压标准件，终凝时间满足后进行试压检验强度，同时每天对充填区域巡检并填报巡检记录;

充填体渗出的水通过管道集中回收到井底专用水仓，取样化验后根据化验结果进行相应的物理化学处理后排放;

建立地表位移变形监测管理制度，随时掌握地表变化情况，以此指导和调整井下充填工作。

本发明的经济和社会效益显著：

1、实现了采矿过程的安全生产。

2、采矿回收率从70%提高到90%以上。

3、从尾矿的产出率和充填的需用量进行物料平衡分析，尾矿的产出率为30%，而采空区的需求量为40%，因此，尾矿总量不能满足需求，再利用矿山井巷工程施工产生的废石（不同的采矿方法有不同的采掘比）基本可实现总体物料平衡。这样，完全消除了尾矿库这一重大危险源，实现了矿山的无废开采。