[发明专利]同在原岩中布置底部出矿结构的房柱式中深孔充填采矿法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分段凿岩阶段出矿嗣后充填的复合采矿法，特别是涉及一种同在原岩中布置底部出矿结构的房柱式中深孔充填采矿法。

技术背景

中深孔分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法是目前常用的一种高效、回采工艺简单、作业安全性好的采矿方法，但该方法仅适应于回采矿房。若矿房矿柱均采用该矿法，则存在着出矿底部结构难以形成，需要在充填体内预先构筑混凝土假底假巷，导致作业不安全，效率低，成本高等问题。

对于厚大矿体的矿柱回采，多数矿山采用效率较低的上向分层充填采矿法或上向进路采矿法。由于矿柱受到矿房回采时中深孔爆破的损伤与切割影响，岩体的稳固性大幅下降，矿柱回采条件极度恶化，长条状矿柱处于二侧充填体包围，采用自下而上的开采顺序，当矿柱底部揭露后，矿柱完全依赖二侧充填体粘结力、岩层自身拉应力和上下盘岩层悬臂梁的共同作用得以支承，当矿柱稳固性较差时，上部矿柱有可能整体下沉或大面积塌落，造成重大安全事故。另外，采用上向分层充填采矿法或进路法开采，其回采工艺复杂，工人施工劳动强度大，劳动组织复杂，采场生产能力小，开采成本高，且贫损率较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种安全性好、机械化程度高、回采工艺简单、劳动强度低、效率高、生产能力大的同在原岩中布置底部出矿结构的房柱式中深孔充填采矿法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的同在原岩中布置底部出矿结构的房柱式中深孔充填采矿法，其步骤如下：

①、将矿体沿走向划分为间隔布置的矿房和矿柱，6～10个房柱采场构成一个盘区，中段高40～120m，分段高8～15m，矿房宽8～12m，矿柱宽10～15m，顶柱高8～10m；

②、采用脉外无轨采准系统，由阶段运输巷道、脉外分段平巷、斜坡道、出矿联络道、凿岩联络道和溜矿井构成，分段凿岩巷布置在房柱各分段底部中央；

③、盘区房柱回采顺序是先采矿房，后采矿柱，盘区房柱采充结束后再采顶柱，房柱内各分段自上而下同时回采，上分段超前下分段2～3m；

④、矿房回采时预留第一分段不采，从第二分段开始用中深孔钻机或凿岩台车打眼，用微差爆破方法从矿房上盘一端后退式逐排爆破至整个矿房；铲运机以位于同高度的矿柱凿岩巷作为出矿巷，通过出矿进路，将矿房崩落矿石铲出；矿房出矿后采空区先用1∶4～1∶6的水泥尾砂充填，充填高度8～15m，然后用1∶8～1∶15的水泥尾砂充填并接顶；

⑤、矿柱回采时从第一分段开始用矿房回采相同的方法采完整个矿柱；铲运机以矿房预留的第一分段凿岩巷作为出矿巷，通过出矿进路，将矿柱崩落矿石铲出；矿柱出矿后采空区先用1∶4～1∶6的水泥尾砂充填8～10m，然后用素尾砂充填并接顶；

⑥、房柱开采形成的交错连接的顶柱结构，由于有高配比水泥尾砂胶结充填层保护，待整个矿块回采结束后，再用进路法回收。

所述的步骤①中所述的间隔布置的矿房和矿柱，以中段运输巷为起点，将阶段内房柱垂高上划分为分段；每分段垂直矿体走向布置分段凿岩巷，在房柱中靠矿体上盘位置分别布置切割天井，以切割天井为自由面，用中深孔凿岩机或凿岩台车打眼爆破形成切割槽，以切割槽为自由空间，从房柱上盘一端后退式自上而下分段回采，扇形中深孔分排逐次爆破并用电动或柴油铲运机铲出部分矿石，提供下次爆破自由空间，直至房柱回采结束。

所述的步骤②中房柱底部出矿结构利用房柱内的分段凿岩巷，沿房柱分段凿岩巷每隔8～10m以60°倾角布置出矿进路；受矿堑沟左右二翼的出矿进路交错布置；矿房出矿底部结构布置在矿柱中，以矿柱的第二分段凿岩巷为出矿巷；矿柱出矿底部结构通过矿房预留的第一分段凿岩巷作为出矿巷。

所述的步骤④中矿房预留的第一分段在下一中段回采时采出；矿房矿柱最后一分段回采时减少炮孔长度，形成2～3m的顶柱，出矿完后用1∶4或1∶6水泥尾矿充填，充填体强度3～4MPa；顶柱或V形堑沟用进路法回收。

采用上述技术方案的同在原岩中布置底部出矿结构的房柱式中深孔充填采矿法，其有益效果是：

①安全性增高

本发明针对厚大较稳固型金属矿床，通过实现人员在巷道内作业，避免人员暴露在空场内，大幅度提高了作业安全性，从而有效地保证了矿体开采安全。

②采矿效率增大

本发明可实现多个矿房或矿柱同步回采，可充分利用无轨设备作业，并实现多个采场凿岩、出矿、充填平行作业，生产相对集中，避免了单个房柱开采人员分散、设备利用率低、劳动组织烦琐等不足，矿块开采效率增高。

③出矿结构简单