[发明专利]一种磷矿的地下采矿方法

说明书

技术领域

本发明属于采矿工程技术领域，具体来讲涉及一种磷矿的地下采矿方法。

背景技术

磷矿是国家重要的战略资源，是国土资源部列为2010年后不能满足国民经济发展需求的20个矿种之一。在我国粮食生产、现代化学工业、新能源、新材料及国防等领域中具有广泛用途。目前，磷资源开发利用中面临的复杂地质条件下磷矿开采，即缓倾斜、倾斜、薄至中厚、顶板破碎、含软夹层的磷矿体开采，具有矿体倾角不稳定，矿体形状变化大，矿岩界线不清、支护困难的典型特征，这种矿体产出特征给露天或地下开采，都带来一系列技术难题，往往造成损失率高、贫化率高和资源回收率低等问题，严重制约着我国磷矿开采工艺技术的发展，至今此种特征矿体的开采依旧是一个世界采矿技术难题。技术难题，制约着磷矿资源的高效开发利用。因此，针对这一矿山界公认的技术难题，通过采矿工艺创新、技术革新与完善，研究适合新形势条件下矿山开采技术条件的采矿方法是十分必要的，以实现磷矿高效综合开发利用，确保矿山长期持续稳定地发展。

目前国内关于磷矿床地下开采的研究试验与工程尚处于初步研究阶段，特别是复杂与恶劣地质采矿条件下的研究试验与探索性的工程实例几乎为空白，现有主要研究成果如下所述：

1.中国专利85103513针对贵州开阳磷矿集团矿区中厚偏薄/倾斜偏缓/小构造发育的难采磷矿体，发明了“沿走向连续退采分段空场崩落采矿法”、中国专利03136109.3针对贵州开阳磷矿集团磷矿区缓倾斜、倾斜中厚的难采磷矿体，发明了“磷矿开采的锚杆护顶分段空场法”。 中国专利85103513“沿走向连续退采分段空场崩落采矿法”虽然具有工艺简单、易于掌握的特点，但是存在开采工艺不够完善、安全性差（直接顶板易于冒落）、贫化率与损失率大的缺点（损失率41.12%，贫化率12.04%）；中国专利03136109.3“磷矿开采的锚杆护顶分段空场法”具有开采工艺完善、安全性高、贫化率与损失率小的优点，但是其开采工艺复杂、支护成本高，其推广应用范围有限。上述两种采矿方法对同时具有倾斜/薄至中厚/破碎顶板/含软夹层/四种特征的磷矿地下开采尚无直接应用的技术支撑条件。

2. 化工部长沙设计研究院的张逸生高级工程师对四川金河磷矿、湖北荆襄磷矿以及贵州开阳磷矿三个矿区的中厚缓倾斜磷矿体的采矿方法进行了研究[张逸生. 我国中厚缓倾斜磷矿地下采矿方法的发展 [J]. 化学矿物与加工，1992，21（2）：16-22]、中南大学的彭康硕士对贵州开阳磷矿集团矿区中厚/倾斜/破碎难采磷矿体充填采矿方法进行了研究[彭康. 中厚倾斜破碎磷矿体开采方法研究与应用[D]. 长沙：中南大学，2011]、重庆大学的田维军、唐强硕士针对云南磷化集团矿区的缓倾斜、倾斜中厚磷矿体崩落法开采进行了研究[ [田维军.缓倾斜中厚磷矿床地下开采采场矿压显现及上覆岩层变形破坏规律[D]. 重庆：重庆大学，2010]、[唐强.倾斜中厚磷矿床崩落法开采采场矿压显现及上覆岩层变形破坏规律[D]. 重庆：重庆大学，2011] ]，上述学者针对中厚缓倾斜磷矿、中厚/倾斜/破碎磷矿、中厚倾斜磷矿进行了崩落法、底盘漏斗采矿法、房柱法、充填法等多种采矿方法的研究，对各种不同条件下磷矿地下开采具有重要的工程指导意义，但上述相关研究均未有涉及到同时具有倾斜/薄至中厚/破碎顶板/含软夹层/四种特征磷矿采矿方法的研究。

发明内容

本发明的目的是针对我国滇池周边区域以及其它类似条件矿区内的同时具有倾斜/薄至中厚/破碎顶板/含软夹层/四种特征难采磷矿床，提供一种高效、安全、工艺简单、易于掌握、成本低的采矿方法，以实现磷矿高效综合开发利用，延长矿山服务年限。

本发明采取的技术方案为：

一种磷矿的地下采矿方法，所述的磷矿为倾斜、薄至中厚、破碎顶板、含软夹层磷矿，在矿田沿走向中部，由地面开掘通往矿体的斜井，到达距离矿体底板围岩30～50m位置，沿矿体走向掘进中段大巷，将矿体分为两矿层分别进行回采，两矿层间夹层厚度为4～6m，矿层开采顺序是先采上层矿后采下层矿，待上层矿顶板岩石崩落并稳定后，回采下层矿层；上部可开采矿层的平均厚度为8.0-9.5m，采用分段留矿-崩落法开采；下部可开采矿层的平均厚度为3.5-4.5m，采用浅孔留矿法开采，上下两矿层开采时的端头跨距不小于150 m。

所述的倾斜磷矿，其矿体倾角范围为36～52°。

所述的薄至中厚磷矿，其矿体厚度范围为3～12m。

所述的破碎顶板磷矿，其矿体顶板岩石坚硬系数范围为0.8～2。