專利名稱：大量放礦同步充填無頂柱留礦采礦方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種金屬礦床地下開采的采礦方法，特別是一種大量放礦同步充填無 頂柱留礦采礦方法。適用于開采礦石穩(wěn)固和圍巖中等穩(wěn)固、礦石不結塊不自燃、圍巖不允許 大規(guī)模移動、地表不允許沉陷的急傾斜薄至中厚礦體。
背景技術：
金屬礦床采礦方法有三大類空場采礦法、充填采礦法和崩落采礦法。空場采礦法 將礦塊分為礦房和礦柱，分兩步驟開采，回采礦房時所形成的采空區(qū)利用礦柱和礦巖本身 的強度進行維護，礦巖均穩(wěn)固是其基本條件；充填采礦法是隨著回采工作面的推進，采空區(qū) 用充填料充填，充填是該法回采過程中必要工序，其作用是支撐兩幫、控制巖移，主要適用 于品位高、形態(tài)不規(guī)則、厚度傾角變化大、夾石多、礦巖不穩(wěn)固、地表需保護等條件下的富礦 床；崩落采礦法是隨礦石的采出，有計劃地強制或自然崩落礦體頂盤圍巖來充填采空區(qū)，從 而控制與管理地壓，適用于地表允許崩落、價值中等以下、允許一定損失與貧化、礦石不會 結塊自然的中厚和厚礦體。留礦法是空場采礦法的一種，它的特點是工人直接在礦房暴露面下的留礦堆上進 行作業(yè)，自下而上分層回采，分層高度2 3m，每次采下的礦石靠自重放出三分之一左右， 其余暫留在礦房中作為繼續(xù)上采的工作臺，并支護兩幫圍巖，礦房全部回采完后，將存留在 礦房中的礦石全部放出。該法主要適用于開采礦石穩(wěn)固和圍巖中等穩(wěn)固、礦石不結塊不自 燃的急傾斜薄至中厚礦體。該法由于具有采場結構和回采工藝簡單，采準切割工程量小，可 利用礦石自重放礦，管理方便，生產技術易于掌握等優(yōu)點，在我國金屬礦山得到廣泛應用。當圍巖不穩(wěn)固時，留礦不能防止圍巖片落，一般不采用留礦法。圍巖中等穩(wěn)固時采 用留礦法，在大量放礦時由于圍巖暴露面逐漸增加超過了極限暴露面積，往往引起圍巖大 量片落，崩落大塊巖石，發(fā)生大范圍巖移，不但造成礦石貧化、漏斗堵塞，而且還有可能造成 地表沉陷，破壞地表生態(tài)環(huán)境。圍巖中等穩(wěn)固以上、礦石穩(wěn)固時采用留礦法，分層向上回采時和局部放礦時有限 的暴露面積下沒有發(fā)生圍巖片落和大范圍巖移的空間與現(xiàn)象，及大量放礦時通常引起圍巖 片落和大范圍巖移的現(xiàn)象，使得人們有理由認為暫留礦石能夠在一定程度上起到支護兩幫 圍巖的作用，這為大量放礦時采用同步充填技術來控制圍巖暴露面積從而控制大規(guī)模巖移 和地表沉陷提供了思想基礎，為組合式采礦方法發(fā)明創(chuàng)造提供了技術空間。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服常規(guī)留礦法在大量放礦時隨著圍巖暴露面積 的增加帶來的圍巖大量片落和大范圍移動、礦石貧化、漏斗堵塞等缺點，充分發(fā)揮充填料在 支撐兩幫、控制巖移等方面的優(yōu)勢作用，借助振動放礦機配合重力放礦，改善礦石流動性， 促進礦房內充填料與礦石水平均勻同步下沉，從而提供一種大量放礦時礦石損失貧化得到 有效控制的、能夠降低漏斗堵塞率的、限制圍巖大規(guī)模移動和地表沉陷的大量放礦同步充填無頂柱留礦采礦方法。本發(fā)明通過以下技術方案解決上述技術問題一種大量放礦同步充填無頂柱留礦 采礦方法，是將圍巖中等穩(wěn)固以上的急傾斜薄至中厚穩(wěn)固礦體礦體劃分階段，階段內劃分 礦塊；礦房內礦石連同頂柱一起按傳統(tǒng)留礦采礦法由下而上逐層回采，不留頂柱；大量放 礦前預先在留礦堆表面鋪設隔離層，然后從回風巷道下放塊度適中的干式充填料，由人工 或者電耙的方式進行平場作業(yè)；借助振動放礦機配合重力放礦，保持礦石溜出率和充填料 下放率協(xié)調一致，使礦房內充填料與礦石同步均勻下沉；通過調整礦石溜出率和充填料下 放率，嚴格控制圍巖暴露面積，充分發(fā)揮充填料的支撐作用，避免圍巖大規(guī)模移動和地表沉 陷，降低礦石貧化率和損失率；直至礦石全部放出。間柱也可按上述方法進行回采，不同的是由下而上分層回采間柱時，留礦堆兩側 需預留0. 5 lm的礦壁或逐層架設人工隔板；以先進天井為回風井，留礦堆一側需架設順 利天井或另鑿進風井；大量放礦時，振動放礦機配合重力放礦，充填料和礦石以礦壁或人工 隔板為界向下均勻下沉，直至礦石全部放出。底柱一般不回收，如礦石價值較大可考慮采用 進路式充填采礦法或分層充填采礦法進行部分回收。其具體步驟如下1、根據(jù)礦床勘探程度、圍巖穩(wěn)固情況、礦體傾角等因素，將急傾斜薄至中厚礦體礦 體劃分階段，階段內基于礦石和圍巖的穩(wěn)固性，計算頂柱極限暴露面積，沿走向劃分礦塊; 為更好地控制礦石溜出率，與常規(guī)留礦法相比，階段高度和礦塊長度一般取值略小一些。2、礦房內礦石連同頂柱一起按傳統(tǒng)留礦采礦法由下而上逐層回采，不留頂柱；3、大量放礦前在留礦堆上表面鋪設隔離層，隔離層從下之上由雜草、麻袋片和防 滲土工布等三層組成，隔離層主要起到隔離礦石與充填料，防止干式充填料混入礦石的作 用，降低礦石貧化率；4、大量放礦時，從回風巷道下放塊度適中的干式充填料，由人工或者電耙的方式 對干式充填料進行平場作業(yè)；干式充填料可以是廢石或戈壁集料；有條件情況下，與礦石 塊度相差不多的充填料的優(yōu)先選用；5、借助振動放礦機配合重力放礦，使充填料與礦石同步均勻下沉；通過調整礦石 溜出率和充填料下放率，控制圍巖暴露面積，充分發(fā)揮充填料的支撐作用，避免圍巖大規(guī)模 移動和地表沉陷，降低礦石貧化率和損失率；6、直至礦石全部放出。本發(fā)明的突出技術特點在于1、對傳統(tǒng)淺孔留礦法進行了改進，使大量放礦與充填同步進行，避免了因圍巖大 面積暴露而造成礦石貧化、漏斗堵塞，以及圍巖大范圍移動、地表沉陷等缺陷。2、通過發(fā)揮充填體對圍巖的支撐作用，拓展了留礦法的應用范圍，借助振動放礦 機配合重力放礦，保持礦石溜出率和充填料下放率協(xié)調一致，嚴格控制了圍巖暴露面積，避 免了圍巖大規(guī)模移動和地表沉陷，降低了礦石損失率和貧化率。3、由于不留頂柱，提高了礦石回收率。


圖1是本發(fā)明所述大量放礦同步充填無頂柱留礦采礦方法的示意圖。
圖2是沿圖1中A-A線剖面中標記為1-回風巷道 2-頂柱 3-天井 4-聯(lián)絡道 5-間柱 6_存留礦石 7_底柱 8_漏斗9-階段運輸平巷10-未采礦石11-充填料12-隔離層
具體實施例方式圖1和圖2是本發(fā)明采礦方法示意圖。本發(fā)明所述大量放礦同步充填無頂柱留礦 采礦方法是先將圍巖中等穩(wěn)固以上的急傾斜薄至中厚礦體劃分階段，階段內劃分礦塊。首 先在間柱5內掘進規(guī)格為2. 0X2. Om2的先進天井3，將下部的階段運輸巷道9與上部的回 風巷道1連通；在間柱5內向采場掘進規(guī)格為2. OX 1. 5m2的人行聯(lián)絡巷道4 ；在礦房內開 鑿2. 0X2. Om2的拉底巷道，以拉底巷道為自由面刷幫形成拉底空間；由在拉底空間內向下 辟形成漏斗8，漏斗口安裝振動放礦機；礦房內礦石連同頂柱一起由下而上按2 3m的分 層高度逐層向上回采，不留頂柱，同時進行通風、局部放礦、撬頂平場等作業(yè)循環(huán)；在留礦堆 上表面鋪設自下而上由雜草、麻袋片和防滲土工布等組成的復合隔離層12，用礦車和電機 車輸送塊度為150 200mm的由廢石或戈壁集料等干式充填料至采場，由人工或者電耙的 方式對干式充填料進行平場作業(yè)；借助振動放礦機配合重力放礦，保持礦石溜出率和充填 料下放率協(xié)調一致，使礦房內充填料與礦石同步均勻下沉，通過調控礦石溜出率和充填料 下放率，嚴格控制圍巖暴露面積，避免圍巖大規(guī)模移動和地表沉陷，降低了礦石貧化率和損 失率，直至礦石全部放出。
權利要求
一種大量放礦同步充填無頂柱留礦采礦方法，其特征是該方法是將圍巖中等穩(wěn)固的急傾斜薄至中厚穩(wěn)固礦體劃分階段，階段內劃分礦塊；礦房內礦石連同頂柱一起按傳統(tǒng)留礦采礦法由下而上逐層回采，不留頂柱；大量放礦前預先在留礦堆表面鋪設隔離層；大量放礦時從回風巷道下放塊度適中的干式充填料，由人工或者電耙的方式進行平場作業(yè)，借助振動放礦機配合重力放礦，通過調整礦石溜出率和充填料下放率，使充填料與礦石同步均勻下沉，嚴格控制圍巖暴露面積，直至礦石全部放出。
2.根據(jù)權利要求1所述的大量放礦同步充填無頂柱留礦采礦方法，其特征是所述急 傾斜薄至中厚穩(wěn)固礦體礦體劃分階段，階段內劃分礦塊是基于階段內礦石和圍巖的穩(wěn)固 性，計算頂柱極限暴露面積，沿走向劃分礦塊，以礦塊為基本回采單元；首先在間柱(5)內 掘進規(guī)格為2. 0X2. Om2的先進天井(3)，將下部的階段運輸巷道(9)與上部的回風巷道 (1)連通；在間柱(5)內向采場掘進規(guī)格為2. OX 1.5m2的人行聯(lián)絡巷道(4)；在礦房內開鑿 2.0X2. Om2的拉底巷道，以拉底巷道為自由面刷幫形成拉底空間；在拉底空間內向下辟漏 形成漏斗(8)，漏斗口安裝振動放礦機；礦房內礦石連同頂柱一起由下而上按2 3m的分 層高度逐層向上回采，不留頂柱，同時進行通風、局部放礦、撬頂平場的循環(huán)作業(yè)，每次采下 礦石放出三分之一左右；大量放礦前在留礦堆上表面鋪設自下而上的復合隔離層(12)，大 量放礦時，由回風巷道下放塊度塊度為150 200mm的干式充填料至采場，人工或者電耙的 方式進行平場作業(yè)，借助振動放礦機配合重力放礦，通過調整礦石溜出率和充填料下放率， 使充填料與礦石同步均勻下沉，嚴格控制圍巖暴露面積，直至礦石全部放出。
3.根據(jù)權利要求2所述的大量放礦同步充填無頂柱留礦采礦方法，其特征是所述復 合隔離層(12)為雜草、麻袋片或防滲土工布。
4.根據(jù)權利要求2所述的大量放礦同步充填無頂柱留礦采礦方法，其特征是所述干 式充填料為廢石或戈壁集料。
全文摘要
一種大量放礦同步充填無頂柱留礦采礦方法，將圍巖中等穩(wěn)固以上的急傾斜薄至中厚穩(wěn)固礦體劃分階段，階段內劃分礦塊；礦房內礦石連同頂柱一起按傳統(tǒng)留礦法由下而上逐層回采，不留頂柱；大量放礦前預先在留礦堆表面鋪設隔離層；大量放礦時從回風巷道下放塊度適中的干式充填料，由人工或電耙方式進行平場作業(yè)，借助振動放礦機配合重力放礦，控制礦石溜出率和充填料下放率，使充填料與礦石同步均勻下沉，控制圍巖暴露面積，直至礦石全部放出。本發(fā)明防止了圍巖大量片落混入礦石，控制了礦石貧化率和損失率，提高了礦石回收率，限制了地表沉陷。
文檔編號E21C41/22GK101864957SQ20101018197
公開日2010年10月20日 申請日期2010年5月25日 優(yōu)先權日2010年5月25日
發(fā)明者吳仲雄, 陳慶發(fā) 申請人:廣西大學