[发明专利]一种下向凹凸无筋镶嵌连续分层充填采矿法

说明书

本发明涉及一种下向凹凸无筋镶嵌连续分层充填采矿法，包括以下步骤：（1）将矿体划分为阶段，阶段在高度方向上划分成多层中段；（2）在矿房中布置一步骤采场，在矿柱中布置二步骤采场，每5~7个房柱采场构成一个盘区；（3）采用脉外无轨采准系统，各中段的中心进路和上、下部两翼矿体的采下矿石通过转层联络道转运至盘区溜井，完成采场出矿过程；（4）各层中段的采场由中心进路、第一分层和第二分层构成，完成盘区矿房的一步骤采场各层矿体的回采工作，在一步骤采场充填体的侧向保护下，回采盘区矿柱的二步骤采场。采用本发明充填采矿法具有盘区采场生产能力大，出矿时间短，开采安全性高，资源损失小，采充工艺循环接替合理等显著优点。

技术领域

本发明涉及一种针对矿岩极不稳固、矿石品位高、经济价值大的破碎矿体安全低贫损失回采方法，具体涉及一种下向凹凸无筋镶嵌连续分层充填采矿法。

背景技术

在品位高、经济价值大的矿体，尤其是在矿岩极不稳固、矿体极端破碎开采技术条件下，如何实现矿体的安全高效、低贫损开采是一个世界采矿技术难题。一方面，该类矿体的经济价值大，采矿方法不合理将直接导致在矿产资源开采过程的损失率和贫化率大，造成矿产资源的极度浪费；另一方面，矿岩极端破碎，传统的方法无法保证各个充填分层之间的有效胶结，分层充填体强度无法满足生产要求。同时，采场地压难以得到有效的控制，采场顶板管理困难，在回采过程中经常发生充填顶板大面积冒落问题，给采矿安全生产带来重大安全隐患。

根据现有文献资料统计，对于此类矿体的回采，国内主要采用水平分层充填法，水平分层充填法52％，其余的主要为进路法和构筑人工矿柱的房柱法；国外这类矿体则主要采用采切充填法（Cut and Fill Mining），其比例达75％，另外采用方框支架采矿法（Square-set Mining）占10％；其余的主要用局部小范围的留矿法和自然崩落法回采。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种出矿时间短，开采安全性高，资源损失小的下向凹凸无筋镶嵌连续分层充填采矿法。

本发明采用以下方案实现：一种下向凹凸无筋镶嵌连续分层充填采矿法，包括以下步骤：（1）将矿体在垂直方向上划分为阶段，上下相邻两阶段之间预留斜顶柱，一个阶段承担一个预留斜顶柱，在斜顶柱的保护下完成阶段矿体的安全回采，阶段在高度方向上划分成多层中段；（2）沿矿体走向将阶段划分为间隔布置的矿房和矿柱，在矿房中布置一步骤采场，在矿柱中布置二步骤采场，每5~7个房柱采场构成一个盘区；（3）采用脉外无轨采准系统，包括阶段运输巷道、盘区溜井、脉外中段运输巷道和转层联络道；各中段的中心进路和上、下部两翼矿体的采下矿石通过转层联络道转运至盘区溜井，完成采场出矿过程；（4）各层中段的采场由中心进路、第一分层和第二分层构成，先通过转层联络道完成中心进路的回采，中心进路出矿完毕后采用尾砂充填；（5）中心进路充填完毕后，现场进行上向转层进行第一分层的回采工作，以中心进路未接顶部分作为中心进路上部两翼矿体继续回采的自由空间，以进路扩帮的形式完成回采形成下向凸形回采断面，采场回采完毕后，采用尾砂填充形成下向凸形充填体；（6）中段的第二分层将在下向凸形充填体的保护下，通过连接中心进路的转层联络道进行下向转层，以进路扩帮压顶的形式回采形成上向凹形回采断面，出矿完毕后构筑充填挡墙和滤水层，采用尾砂充填采场并接顶形成上向凹形充填体；（7）完成盘区矿房的一步骤采场各层矿体的回采工作，在一步骤采场充填体的侧向保护下，回采盘区矿柱的二步骤采场。

进一步的，步骤（1）中，阶段高60m，斜顶柱厚5~10m，中段高10~15m；步骤（2）中，矿房宽8~12m，矿柱宽10~15m。

进一步的，步骤（4）中，中心进路回采控顶高为6~7m，回采幅宽3~4m，中心进路出矿完毕后采用1:4~1:8配比的尾砂充填3~3.5m。

进一步的，步骤（5）中，回采高度为3~3.5m，采场回采完毕后，先用1:4~1:8配比尾砂充填2~2.5m，然后用1:8~1:20的配比尾砂继续胶结充填采场并接顶形成下向凸形充填体。