[发明专利]一种垂直交叉矩形进路式盘区下向胶结充填采矿工艺

说明书

技术领域

本发明属于采矿技术领域，具体的说，涉及一种垂直交叉矩形进路式盘区下向胶结充填采矿工艺。

背景技术

毛坪铅锌矿矿区由于区内山体走向受地质构造线的制约，呈北北向展布，沟谷深切，地形陡峻，海拔标高890m-2060m，相对高差1169m，一般平均坡度30°-45°。沿洛泽河流域由于侵蚀切割剧烈，形成幼年期V字形河谷地形。两岸喀斯特地形发育，形成阶地、悬崖峭壁。矿体赋存于V型山体中，矿体埋藏较深，位于洛泽河附近，距河床底部垂直投影最近水平距离仅有80m，高差106m，受洛泽河影响，井下涌水量大。矿岩稳固性在空间上分布具有较大的随机性，完整性较好的高品位矿石、完整性一般的低品位矿石以及高硫铁矿在开采区域中随机分布。

2007年前，矿山主要采用空场法及嗣后充填采矿法，但随着深部矿体规模增大，地应力逐步显现，矿井涌水增大，给采矿作业带来较大的安全威胁，地表有发生位移的风险，同时资源的回采率降低，贫化率增大，资源的综合利用不理想。

2007-2009年，矿山尝试使用上向分层矿房回采干式充填采矿法回采I-6号矿体。开采遇硫铁矿且顶板淋水时，极易垮塌和冒落。支护成本高，劳动强度大，生产效率低，技术经济指标低，经常由于顶板破碎带来安全威胁导致采矿作业被迫停止。

因此，有必要对现有的采矿工艺进行调整，以克服以上技术问题。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题，根据矿岩的物理力学性质及开采技术条件，本发明提供了一种垂直交叉矩形进路式盘区下向胶结充填采矿工艺，适用于高应力、破碎、倾斜、急倾斜厚大高品质矿体的开采，解决了采矿形成的采空区顶板冒落造成安全风险的技术难题，改善了现场作业及矿山采矿的安全环境，大大降低了采矿损失贫化率，提高了资源的综合利用。

本发明是通过如下技术方案实现的：

所述的垂直交叉矩形进路式盘区下向胶结充填采矿工艺将矿体按垂直方向划分为中段、分段和分层，其中一个中段负责2-6个分段，一个分段负责2-4个分层，一个分段沿矿体走向又划分为多个盘区；脉外在各分段之间对应设有分段平巷，分段平巷内设充填回风联道贯通充填回风井形成分段充填系统及通风系统，设溜井联道贯通溜井形成溜矿及溜渣系统，分段平巷间采用无轨螺旋式和折返式联合斜坡道相连，回采时根据分层相对于分段平巷的位置，自分段平巷上坡、水平或下坡掘进出矿巷道，出矿巷道连接矿体和分段平巷，上分层回采时，自分段平巷上坡掘进出矿巷道；中间分层回采时，自分段平巷水平掘进出矿道；下分层回采时，自分段平巷下坡掘进出矿巷道；一个盘区作为一个独立回采单元，回采过程中，一个盘区内回采按照先上分层，后下分层，在分层平面内设有多条矩形回采进路，按照先里后外、先难后易、先中间后两端的间隔式矩形进路回采顺序进行回采，每条进路回采结束后进行平底布筋作业，然后按照采一充一的方式对回采形成的回采空区进行胶结充填；其中一个盘区回采结束，本盘区的下分层可提前进行转层回采工作，形成多中段、多分段、多分层、多盘区、多进路自上而下的间隔立体式胶结充填采矿工艺。

回采过程中采用凿岩台车或凿岩机浅孔爆破水平落矿，用电动铲运机出矿，通过溜矿井振动放矿机电机车牵引侧卸式矿车装运至矿山主提升系统。

进一步的，在一个分层内进行间隔式矩形进路回采时，第一步回采采用隔三采一的方式，之后几步采用隔一采一。

进一步的，所述的联合斜坡道和出矿巷道控制在16％以内，为无轨机械化及人、材、物通行提供了便利条件。

进一步的，所述的矩形进路回采形成的矩形断面，宽度为3-4m，高度为3-4m。

进一步的，所述胶结充填采用的充填材料为尾砂、机制砂、浇凝材料、水按强度比例制作的浓度不低于78％的高浓度胶结体，胶结充填分两步进行，矩形进路的下部1.5m-2m采用灰砂比为1：4的胶结体充填作为承载层，上部剩余空间采用灰砂比为1:6-1:8的胶结体充填作为填充层，通过混凝土输送泵、φ125无缝钢管、塑料管把高浓度胶结体输送进入回采空区中进行充填，凝固后形成了矩形条状充填体。

进一步的，所述的平底布筋作业，假底布单层筋，选用φ12mm螺纹钢筋，布筋网度首采分层为300mm×300mm，其余为350mm×350mm，交叉处用铁丝捆绑，相邻进路钢筋网相互焊接，焊接长度12cm(10倍钢筋直径)，敷设时沿进路两边预留500mm，钢筋网用石块垫高100-150mm；进路端部围岩接触部位，需距底板1.5m-2m处打入倒楔锚杆悬吊假底钢筋网，锚杆采用φ30mm圆铁加工成倒楔锚杆，锚杆之间前后间隔1500mm,左右间距1500mm。