一種薄小礦體的開(kāi)采方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬礦山地下開(kāi)采，具體涉及一種薄小礦體的開(kāi)采方法。
【背景技術(shù)】
[0002]礦山對(duì)于平均厚度小于2.5m的礦體，以往采用淺孔留礦法進(jìn)行回采，在回采過(guò)程中上盤圍巖塌落嚴(yán)重，臨時(shí)支護(hù)量大、安全作業(yè)條件差、礦石損失貧化率高；對(duì)于采礦過(guò)程中形成的空區(qū)，一般不作處理，致使地表工業(yè)場(chǎng)地局部有陷落裂縫現(xiàn)象，威脅到地表建構(gòu)筑物的安全，不利于安全生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供了一種薄小礦體的開(kāi)采方法。
[0004]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種薄小礦體的開(kāi)采方法，具體包括以下步驟:
1)采準(zhǔn)與切割:
將傾斜的薄小礦體劃分為若干個(gè)采區(qū)，在采區(qū)頂部沿礦體掘進(jìn)上分段回采運(yùn)輸巷道，采區(qū)底部掘進(jìn)下分段回采運(yùn)輸巷道，自下分段回采運(yùn)輸巷道至上分段回采運(yùn)輸巷道之間掘進(jìn)分層脈內(nèi)回采和充填巷道，上、下分段回采運(yùn)輸巷道及各分層脈內(nèi)回采和充填巷道的始端通過(guò)聯(lián)絡(luò)道與布置在礦體上盤的人材井及礦體下盤的礦石溜井和直通地表的充填井貫通；上、下分段回采運(yùn)輸巷道及各分層脈內(nèi)回采和充填巷道的末端通過(guò)沿礦體端部掘進(jìn)的切割天井貫通；下分段回采運(yùn)輸巷道的始端設(shè)有進(jìn)風(fēng)巷道，進(jìn)風(fēng)巷道與下分段回采運(yùn)輸巷道和人材井貫通，上分段回采運(yùn)輸巷道的始端設(shè)有回風(fēng)巷道并與其貫通；
2)采礦與出礦
采區(qū)回采采取自下向上進(jìn)行，在采礦作業(yè)前，首先在下分段回采運(yùn)輸巷道底板上施工鋼筋砼假底，作為下階段采區(qū)礦房頂板；礦體首采下分段回采運(yùn)輸巷道以上的區(qū)域，從下分段回采運(yùn)輸巷道與切割天井結(jié)合部開(kāi)始，采幅寬度為礦體厚度，一次回采崩落步距為4~5m;崩落礦石鏟運(yùn)機(jī)鏟裝礦，通過(guò)下分段回采運(yùn)輸巷道運(yùn)輸?shù)谷氲V石溜井；
3)充填
每個(gè)回采崩落步距崩落的礦石出礦后，將堆存在地表已混均勻的干充填料通過(guò)機(jī)械倒運(yùn)至充填井內(nèi)，裝入自卸運(yùn)輸設(shè)備，通過(guò)與下分段回采運(yùn)輸巷道相鄰的上分層回采充填巷道，機(jī)械倒運(yùn)至第一個(gè)采礦出礦工序后形成的空區(qū)內(nèi)進(jìn)行充填。每個(gè)回采崩落步距崩落礦石出礦與采空區(qū)充填工序交錯(cuò)進(jìn)行；下分段回采運(yùn)輸巷道本分段回采充填結(jié)束后，轉(zhuǎn)移至上分層回采和充填巷道再?gòu)那懈钐炀庨_(kāi)始回采充填，直至回采充填上分段回采運(yùn)輸巷道。采區(qū)最后一個(gè)分層采取邊回采邊完成充填接頂。
[0005]進(jìn)一步的，在充入采空區(qū)充填料形成的充填體上覆蓋廢舊運(yùn)輸皮帶。為了將崩落礦石與充填體隔開(kāi)，避免崩落的礦石損失和充填料混入礦石中，控制礦石損失與貧化。
[0006]進(jìn)一步的，采區(qū)每個(gè)分層礦石回采及充填結(jié)束后，采用鋼筋混凝土擋墻封閉下分段回采運(yùn)輸巷道及分層回采和充填巷道端口，混凝土擋墻留3-5個(gè)ΦΙΟΟπιπι的排水孔。一個(gè)分層礦石回采及充填結(jié)束后，為了避免地表水或井下裂隙水滲入采空區(qū)充填體內(nèi)，造成井下泥石流災(zāi)害，采用700_厚鋼筋混凝土擋墻封閉下分段回采運(yùn)輸巷道或回采和充填巷道的端口 ；擋墻的鋼筋網(wǎng)與預(yù)先在巷道巖壁上施工的楔縫式錨桿電焊連接，混凝土擋墻預(yù)留3-5個(gè)Φ 10mm的排水孔，排出充填體內(nèi)滲入的積水。
[0007]進(jìn)一步的，充填料為石灰、黃土及粒徑小于350mm廢石按體積比為1:4:5混合，現(xiàn)場(chǎng)充填時(shí)加水?dāng)嚢?，水耗為充填干料?~8%。充填結(jié)實(shí)牢固，不易塌陷。
[0008]進(jìn)一步的，鋼筋砼假底包括厚度300mm的鋼筋混凝土，鋼筋混凝土底部設(shè)有30-50mm的保護(hù)層。混凝土標(biāo)號(hào)C20，鋼筋網(wǎng)采用Φ 14mm螺紋鋼，網(wǎng)度40X40mm，搭接部位用6 #鐵絲扎牢，在上下盤圍巖網(wǎng)度為Im安設(shè)Φ 18鋼筋錨桿，錨桿錨固長(zhǎng)度不小于lm，鋼筋網(wǎng)與錨桿焊接，混凝土在地表攪拌成干料，運(yùn)至井下現(xiàn)場(chǎng)加水拌勻后振實(shí)，作為下階段采區(qū)礦房頂板。
[0009]進(jìn)一步的，礦體回采炮孔交錯(cuò)布置，回采炮孔排距0.8~1.0m，回采炮孔間距
0.7-0.9m，爆破采用2 #巖石炸藥藥卷淺孔裝藥，半秒或微秒導(dǎo)爆管分段，電激發(fā)器起爆。
[0010]進(jìn)一步的，每層充填井設(shè)有振動(dòng)漏斗，振動(dòng)漏斗將充填干料放入自卸運(yùn)輸設(shè)備上，運(yùn)輸至已經(jīng)出礦結(jié)束的采空區(qū)，然后澆水混合攪拌充填。使充填過(guò)程能夠連續(xù)進(jìn)行，省時(shí)省力。
[0011]進(jìn)一步的，充填接頂先采用鏟運(yùn)機(jī)將混勻的充填料堆至采空區(qū)，再采用混凝土噴漿機(jī)噴射混凝土充填采區(qū)頂板下方余留的空間。使接頂充填扎實(shí)牢固，無(wú)間隙余留，不易塌陷。
[0012]進(jìn)一步的，回采和充填巷道的進(jìn)風(fēng)端設(shè)有封閉巷道口的風(fēng)門，回風(fēng)巷道設(shè)有天井平臺(tái)，天井平臺(tái)位于人材井上端，并與采區(qū)上分段回采運(yùn)輸巷道的底板等齊。采區(qū)通風(fēng)，一個(gè)采區(qū)暫不進(jìn)行采礦充填作業(yè)的回采和充填巷道進(jìn)行臨時(shí)封閉，使進(jìn)風(fēng)巷道、人材井的新鮮風(fēng)流將回采、充填工作面粉塵及有毒氣體經(jīng)切割天井、上分段回采運(yùn)輸巷道、回風(fēng)巷道排至地表，避免新鮮風(fēng)流和污風(fēng)混合，保證采場(chǎng)作業(yè)崗位符合職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0013]本發(fā)明的原理是:地壓得到有效控制。自下向上、分層、分步距后退式回采礦石嗣后采用石灰、黃土及廢石等混合充填料充填采空區(qū)，充填體經(jīng)過(guò)平整后作為上分層的回采運(yùn)輸巷道底板，同時(shí)起到控制圍巖垮塌移動(dòng)和地表下陷，提高礦柱的承載能力；充填隨著礦石回采崩落步距同步進(jìn)行，一個(gè)采區(qū)礦石回采結(jié)束，石灰、黃土及廢石等混合充填料隨后充滿采空區(qū)形成一定強(qiáng)度的充填體，支撐上下盤圍巖，確保圍巖不移動(dòng)地表不塌陷。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明包括礦石回采和空區(qū)充填，自下向上水平分層交錯(cuò)循環(huán)進(jìn)行，隨工作面向上推進(jìn)，逐層采用石灰、黃土及廢石等混合充填料充填采空區(qū)，充填體支撐上下盤圍巖，并作為上分層回采和出礦的工作平臺(tái)，礦石與充填體用廢舊運(yùn)輸帶隔開(kāi)避免了礦石的損失與貧化，用機(jī)械方法將礦石運(yùn)至溜礦井中，礦房回采到最上水平分層時(shí)，進(jìn)行機(jī)械和人工接頂充填。該開(kāi)采方法既解決了掘進(jìn)廢石的排放問(wèn)題，采空區(qū)又得到有效處理，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綠色礦山建設(shè)的要求。本發(fā)明經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐該采礦方法與淺孔留礦法比較，礦石回采率提尚5%，可達(dá)到96%以上；礦石貧化率降低4%，實(shí)際米出礦石貧化率為4.5% ；出礦品位提尚8-10%,出礦效率提高20%以上?？諈^(qū)進(jìn)行有效處理，防止地表塌陷，保證地表建構(gòu)筑物的安全使用。
[0015]2、本發(fā)明提高回采率，采礦步距及采幅隨著礦體的厚度變化而變化；通過(guò)施工鋼筋混凝土假底，減少采場(chǎng)預(yù)留礦石頂柱及底柱結(jié)構(gòu)的礦石損失，提高礦石回采率；礦石回采率可達(dá)到96%以上。
[0016]3、本發(fā)明降低礦石貧化率，在石灰、黃土及廢石等混合充填料形成的充填體上覆蓋廢舊運(yùn)輸帶，將崩落礦石與充填體隔開(kāi)，控制廢石和非礦石混入，控制礦石貧化，礦石貧化率小于5%。
[0017]4、本發(fā)明充填料為石灰、黃土、掘進(jìn)廢石等廢棄物，充填干料按照石灰:黃土:廢石體積比為1:4:5在地表混合攪拌成干充填料，采空區(qū)充填時(shí)邊充填邊澆水混合攪拌，水耗為充填干料的5~8%，經(jīng)過(guò)夯實(shí)后形成充填實(shí)體，支撐采空區(qū)上下盤圍巖，防止地表塌陷。
[0018]5、本發(fā)明優(yōu)化了作業(yè)環(huán)境，通過(guò)設(shè)置采區(qū)回采和充填巷道風(fēng)門及人材井封閉平臺(tái)，暢通采場(chǎng)通風(fēng)環(huán)境，保障了新鮮風(fēng)壓，使得采場(chǎng)污風(fēng)及粉塵及時(shí)排出，被排入回風(fēng)巷至地表，采場(chǎng)塵毒危害達(dá)到職業(yè)衛(wèi)生控制標(biāo)準(zhǔn)要求。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1本發(fā)明薄小礦體開(kāi)采方法主視圖；
圖2本發(fā)明薄小礦體開(kāi)采方法俯視圖；
圖3本發(fā)明薄小礦體開(kāi)采方法側(cè)視圖；
圖4本發(fā)明采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)圖；
圖5本發(fā)明充填井示意圖；
圖6本發(fā)明充填接頂示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]一種薄小礦體的開(kāi)采方法，具體包括以下步驟；
I)采準(zhǔn)切割:
a.如圖1、2所示，將傾斜或急傾斜薄小礦體根據(jù)走向長(zhǎng)度劃分為若干個(gè)采區(qū)，一般一個(gè)采區(qū)長(zhǎng)度為100m，階段高度為50m，分段(層)高度7m，在礦體上盤設(shè)計(jì)布置人材井8兼進(jìn)風(fēng)井，礦體下盤設(shè)計(jì)布置地表至采區(qū)的充填井10、采區(qū)至下個(gè)階段礦石溜井9，通過(guò)聯(lián)絡(luò)道13與采區(qū)貫通。
[0021]b.在采區(qū)頂部沿礦體掘進(jìn)上分段回采運(yùn)輸巷道3兼采區(qū)回風(fēng)巷，下分段掘進(jìn)回采運(yùn)輸巷道4，自下分段回采運(yùn)輸巷道4至上分段回采運(yùn)輸巷道3，每間隔7m掘進(jìn)脈內(nèi)分層回采和充填進(jìn)路15，通過(guò)聯(lián)絡(luò)道1