[发明专利]一种急倾斜极薄矿脉削壁充填采矿法采场结构布置方式

说明书

本发明公开了一种急倾斜极薄矿脉削壁充填采矿法采场结构布置方式，从两侧人行通风天井沿着底柱(15)上边界向矿块内部掘进拉底空间，在中段运输巷道(10)靠近矿体上盘一侧向上掘进若干顺路溜井作为溜矿井，分别在上、下盘削壁围岩(8)钻凿削壁孔(4)，在极薄矿脉(1)钻凿落矿孔(9)，在矿岩接触面(2)钻凿预裂孔(3)，崩落后的上、下盘削壁围岩(8)形成废石充填体(6)，再用尾砂胶结充填形成尾砂胶结充填体(5)，最终形成“尾砂胶结充填体(5)－废石充填体(6)－尾砂胶结充填体(5)”的混合充填体。本发明提高了混合充填体强度，实现控制围岩变形目的，并利用尾砂胶结充填体(5)作为落矿平台，避免了矿石二次贫化。

技术领域

本发明属于地下矿山开采技术领域，具体涉及一种薄矿脉的充填开采方法，特别适合于矿层平均厚度在0.5～1.2米、矿脉倾角65°～75°的急倾斜、极薄矿脉的充填开采。

背景技术

急倾斜极薄矿脉赋存条件复杂，是矿产资源开发过程中较为复杂难采的一种矿床类型。目前针对这种矿体进行开采的采矿方法很少。资料分析表明，目前国内开采极薄矿脉的采矿方法大多使用全面法、留矿采矿法和削壁充填采矿法以及它们的变形方案，其它采矿方法使用的较少，与采矿业发达国家相比，还有相当大的差距，普遍存在的问题是：机械化作业程度低、工人劳动强度大、采场生产能力低、贫化损失率大以及存在安全隐患等。

在我国的金属矿山中，薄矿脉占有一定的比例，许多贵重金属矿床和稀有金属矿床多属于极薄矿脉，尤其是在钼、锡、金、银等矿床中占有的比例较大。根据已有的资料显示，我国的岩金矿脉中大部分是含金石英脉，并且都是厚度在0.8～4米的薄矿脉和厚度小于0.8米的极薄矿脉。由于矿体自身厚度较薄，为保证必要的作业空间，一般多采用分采充填采矿法进行回采。

《世界有色金属》2018年3月发表的“关于急倾斜薄矿脉采矿方法的研究”一文中对急倾斜薄矿脉采矿方式进行了归纳，主要有：

(1)分段矿房嗣后填充法：在分段水平布置矿房和矿柱，靠近矿体下盘布置凿岩平巷，在凿岩平巷中向上钻凿平行于矿体倾向的中深孔，炮孔间距0.8～1.2米、排距1.2～1.5米，以切割天井为自由面逐排爆破落矿，待出矿完成后，利用嗣后废石充填法对采空区进行充填。

(2)分段凿岩中段出矿嗣后填充法：在分段凿岩巷道钻凿上向平行中深孔，为防止相邻炮孔底凿穿，控制炮孔孔底距大于0.5m，然后将切割天井扩大形成立式切割槽，在中深孔装药连线后以切割槽为自由面逐排爆破，借助机械铲装设备出矿，由中间向两侧后退式回采。上下相邻分段呈阶梯状回采，且上分段回采超前下分段。

(3)无底柱分段崩落法：在进行矿体回采时，分段运输巷道布置在矿体下盘，在矿体内沿走向布置凿岩巷道，在凿岩巷道内钻凿上向平行中深孔，炮孔孔距0.8～1.2米，炮孔排距1.2～1.5米，分次爆破后，凿岩巷道作为出矿巷道使用，利用铲运机进行出矿。相邻分段间，自上而下分段回采。

但上述三种方法都不适合矿体平均厚度在0.5～1.2米、倾角65°～75°的急倾斜、极薄矿脉的开采。

中国专利201710856936.8公开了一种提高削壁充填法落矿效率的控制爆破方法，其技术方案是：先在矿脉中进行两次凿岩爆破一次集中出矿后，再在拟削壁的上盘或下盘围岩钻凿一次削壁炮孔，进行削壁孔爆破围岩充填采场，如此循环直至矿块回采结束。该方法虽然提高了落矿效率，降低了废石混入率，但也存在如下技术缺陷：

(1)矿脉二次凿岩作业位置处于上盘或下盘围岩边界，导致凿岩效率低下，且二次落矿受夹制作用爆破效果差；

(2)虽然分次爆破矿体和围岩，但未能实现矿岩分采，造成矿石贫化率较高；

(3)完全利用废石充填采空区，控制围岩变形效果较差。

发明内容