一种崩落‑充填‑空场‑崩落采矿方法

技术领域

本发明属地下采矿方法技术领域，具体涉及一种崩落-充填-空场-崩落采矿方法。

背景技术

以矿石回采过程中采空区的状态和维护方法（地压的管理方法）为依据，地下采矿方法可分为空场采矿法、充填采矿法和崩落采矿法三大类。空场采矿法依靠矿柱和矿岩本身的强度支撑采空区，维护采空区稳定性，具有空场下出矿采矿矿石贫化率较低但损失率（主要为矿柱矿量损失）很大的特点；充填采矿法逐步用充填料充填采空区，具有最大量回收矿石但采矿成本高的特点；崩落采矿法崩落围岩充满采空区，具有采矿效率高但矿石贫化率、损失率高的特点。因此，有必要找寻一种能够结合三种采矿方法优点，同时又能避免各自缺点的采矿方法。

发明内容

本发明的目的是提出综合空场采矿法、充填采矿法和崩落采矿法三类开采技术优点的崩落-充填-空场-崩落采矿方法。

本发明的技术方案是：一种崩落-充填-空场-崩落采矿方法：A结构参数：将矿体划分为矿块，当是狭长矿体时矿块沿矿体走向布置，当是厚大矿体时矿块垂直矿体走向布置，高60～80m；矿块内划分每段，每分段高12～20m；分段内设置垂直矿体走向的凿岩出矿进路，相邻两个凿岩出矿进路间距8～12m，相邻2个分段的凿岩出矿进路呈“品”字形错开布置；

B采准工程：首先由阶段运输巷通过人行材料天井掘进各分段脉外运输巷；再由各分段脉外运输巷掘进各分段凿岩出矿进路；

C切割工程：在分段凿岩出矿进路末端回采边界处掘进沿矿体走向的切割平巷，在切割平巷适当位置掘进切割天井，自切割平巷钻凿若干排平行或扇形拉槽炮孔，以切割天井为爆破自由面，形成切割槽；

D回采出矿工作：

①每个分段凿岩出矿进路崩矿步距为10～15m，落矿扇形炮孔垂直布置，炮孔边孔角45～55°，炮孔长8~25m，孔径50～75mm，每排抵抗线1.5～2.0m；

②在分段凿岩出矿进路布置充填管道，对拟崩落矿体顶部、前部及一侧覆盖层进行注浆、喷浆工作，形成浆砌石充填体；

③沿凿岩出矿进路后退式落矿，每次落矿时，拟崩落矿体在其顶部、前部及一侧的浆砌石充填体的保护下落矿，采用铲运机出矿方式，崩落矿石由分段凿岩出矿进路经各分段脉外运输巷倒运至溜井，经阶段运输巷运出；

③矿体崩落形成采空区后，在其顶部、前部及一侧凿岩出矿进路钻凿扇形炮孔，崩落采空区顶部、前部及一侧的浆砌石充填体形成覆盖层充满采空区；

④采空区被覆盖层充满后，在分段凿岩出矿进路布置充填管道，对采空区内覆盖层进行注浆、喷浆工作，形成浆砌石充填体，采空区底部、后部及一侧拟崩落矿体在浆砌石充填体的保护下进行凿岩、落矿、出矿工作。

本发明取得的有益效果是：特别适用于原采用分段崩落法开采的矿山。综合了空场采矿法、充填采矿法、崩落空场法的优点，①采用崩落法的采准结构，利用凿岩出矿进路一步骤落矿，避免了在传统空场采矿法留设矿柱造成矿量损失的缺点；②采用空场法的凿岩、落矿、出矿工艺，矿体在浆砌石充填体保护下凿岩、落矿、出矿，避免了废石混入，避免了传统崩落采矿法贫化率高的缺点；③采用浆砌石充填工艺，以覆盖层为骨料，砂浆为粘结剂形成浆砌石充填体，节约了成本，避免了传统充填法砂浆用量大，充填成本高的缺点。

附图说明

图1是一种崩落-充填-空场-崩落采矿方法断面视图；

图2是图1的Ⅰ断面视图；

图中：1-阶段运输巷；2-人行材料天井；3-分段脉外运输巷；4-分段凿岩出矿进路；5-切割平巷；6-切割天井；7-落矿扇形炮孔；8-充填管道；9-覆盖层；10-浆砌石充填体；11-溜井；12-采空区；13-扇形炮孔。

具体实施方式

西北某铁矿为磁铁矿体，铁矿体厚50～80m，平均倾角65°，设计采用无底柱分段崩落采矿法；矿山三中段铁矿体有共生铜矿体，厚矿体厚30m。为最大量回收铜资源，矿山提出了分段空场法、嗣后充填法两种方案，但分段空场法需要有复杂的崩落转空场阶段，且留设矿柱造成矿量损失；嗣后充填法充填成本过高。经充分论证，研究出本发明所述的一种崩落-充填-空场-崩落采矿方法。结合附图，一种崩落-充填-空场-崩落采矿方法在该矿的具体实施方式为：

A结构参数：将矿体划分为矿块，该矿体为厚大矿体，矿块垂直走向布置，高60m；矿块内划分每段，每分段高12m，共划分5个分段；分段内设置垂直矿体走向的凿岩出矿进路，每隔凿岩出矿进路间距10m，相邻2个分段的凿岩出矿进路呈“品”字形错开布置。

B采准工程：首先由阶段运输巷1通过人行材料天井2，人行材料天井2规格4m×4m；掘进各分段脉外运输巷3，巷道规格2.6m×2.8m；再由各分段脉外运输巷3掘进各分段凿岩出矿进路4，进路4规格2.4m×2.8m。

C切割工程：在分段凿岩出矿进路4末端回采边界处掘进沿矿体走向的切割平巷5，巷道规格2.6m×2.8m；在切割平巷5适当位置掘进切割天井6，天井规格2.5m×3.5m；自切割平巷5钻凿若干排平行或扇形拉槽炮孔，以切割天井6为爆破自由面，形成切割槽。

D回采出矿工作：

①每个分段凿岩出矿进路4崩矿步距（一次爆破崩落矿石层的厚度）12m，每次崩落8排炮孔；落矿扇形炮孔7垂直布置，炮孔边孔角45°，炮孔长8～25m，孔径75mm，每排抵抗线1.5m；

②在凿岩出矿进路4布置充填管道8，对拟崩落矿体顶部、前部及一侧覆盖层9进行注浆、喷浆工作，砂浆灰砂比为1:3，形成浆砌石充填体10；

③沿凿岩出矿进路后退式落矿，每次落矿时，拟崩落矿体在其顶部、前部及一侧的浆砌石充填体10的保护下落矿，采用1.5m³铲运机出矿方式，崩落矿石由分段凿岩出矿进路4经各分段脉外运输巷3倒运至溜井11，经阶段运输巷1运出；

③矿体崩落形成采空区12后，在其顶部、前部及一侧凿岩出矿进路钻凿扇形炮孔13，崩落采空区12顶部、前部及一侧的浆砌石充填体10形成覆盖层9充满采空区；

④采空区12被覆盖层充满后，在分段凿岩出矿进路4布置充填管道8，对采空区内覆盖层9进行注浆、喷浆工作，形成浆砌石充填体10，采空区12底部、后部及一侧拟崩落矿体在浆砌石充填体10的保护下进行凿岩、落矿、出矿工作。