[发明专利]一种废石与胶结分层楔合充填采矿工艺及其结构

说明书

本发明公开了一种废石与胶结分层楔合充填采矿工艺及其结构，在采用上向水平分层充填法开采过程中，采用3~4m一个分层上向回采和充填，三个分层作为一个分段，第一分层和第三分层分别采用尾砂胶结充填，中间的第二分层采用废石间隔混合充填，底面铺设范围根据采场尺寸设置并与四周保持一定的间距，在废石堆四周仍采用尾砂胶结充填，并与上下、分层胶结充填体接触和相连。本发明解决了现有技术工艺复杂，成本高，劳动生产率和矿块生产能力相对较低，废石不能进行合理的应用的问题，采用分层楔合混合充填方法，保证了充填体强度，大量消耗了井下废石，节约了胶结充填材料，具有作业安全、充填效率高、成本低的特点。

技术领域

本发明涉及一种地下矿上向水平分层充填采矿结构及其工艺，具体涉及一种废石与胶结分层楔合充填采矿工艺及其结构。

背景技术

当地表不允许崩落、矿石品位较高、矿床价值较大或者矿体上下盘围岩中等稳固或稳固性差时，一般采用充填采矿法进行开采。该方法利用充填体控制围岩崩落和地表移动以进行地压管理，并在形成的充填体上或在其保护下进行回采。具有适应性强，矿石回采率高，贫化率低，作业较安全，能利用工业废料，保护地表等；缺点是工艺复杂，成本高，劳动生产率和矿块生产能力相对较低。

目前我国矿山废石堆存量高达440亿吨，尾矿堆存150亿吨，其中有色金属矿山废石利用率平均低于10%，尾矿综合利用率为19%左右，造成很大的环境和安全隐患。随着安全、环境以及对资源的回采率要求的不断提高，充填法开采得到大力的推广应用，甚至在铁矿和品位一般的矿体开采中也开始采用。从矿山固体废弃物资源化利用方面，利用尾砂、废石等矿山固体废弃物作为井下充填材料是充填开采的最佳选择。不仅解决矿山固体废弃物的资源化利用问题，而且是降低采矿成本和提高企业效益的有效途径。

目前利用全尾砂充填方面已开展了大量的研究和工业应用，部分矿山尾矿利用率均达到了较高的水平。充填技术也从早期的低浓度分级尾砂胶结充填向全尾砂高浓度胶结充填，膏体、似膏体，以及废石-全尾砂高浓度管输充填技术等。纵观当前矿山井下充填技术，尾砂与废石依然是矿山充填骨料的主要来源。对于分层充填法开采的矿山，利用尾砂进行胶结充填的工艺和技术已比较成熟，但目前针对矿山废石与全尾砂的充填工艺技术仍然是分而用之，因而绝大多数矿山未能有效利用废石与全尾砂进行充填。

近几年国内专利数据库公开了一些类似的充填采矿方法的技术报道：

【申请号】ZL201610264170X，【名称】无底柱分段胶结充填采矿方法，【公开号】CN105909247A，公开了一种无底柱分段胶结充填采矿方法，它通过采用以分段为回采单元、上下分段交错布置回采进路、分段回采菱形分间、步距为基本回采单元、上向扇形中深孔落矿、多排孔微差爆破、空场条件下出矿、采后及时胶结充填以及采用可循环使用的菱形气垫充填隔墙预留爆破补偿空间及爆破自由面等，但其充填方式未能有效利用废石与全尾砂进行充填。

发明内容

本发明提供一种可大量利用井下废石进行回填，并结合全尾砂胶结分层楔合混合充填的废石与胶结分层楔合充填采矿工艺和结构，解决现有技术工艺复杂，成本高，劳动生产率和矿块生产能力相对较低，废石不能进行合理的应用，地表存放麻烦，运输成本高的问题。

本发明废石与胶结分层楔合充填采矿工艺，步骤如下：

步骤1：确定结构参数，将矿块垂直走向布置，矿块高度与中段高度一致，沿着矿体走向方向进行隔一采一的方式推进，在回采过程中不留矿石间柱，当矿体的稳定性较差时，采用混凝土浇灌隔墙，以隔离矿体和充填料。

步骤2：进行采准工作，采准工作主要包括阶段运输平巷、分段平巷及分段出矿平巷、分段和分层联络道、回风充填井、回风平巷、溜井、充填排水井，切割横巷和切割平巷等。

步骤3：进行切采工作，主要为拉底工作，不留底柱，以拉底平巷为自由面扩大到矿房底部全面积，形成拉底空间，并浇灌形成钢筋混凝土假底，以减少矿石损失。