[发明专利]一种覆盖岩注胶粘结的无底柱阶段崩落法

说明书

技术领域

本发明属于地下采矿方法技术领域，尤其涉及一种覆盖岩注胶粘结的无底柱阶段崩落法。

背景技术

地下采矿方法包括采准、切割和回采三项基本工序，按地压维护的方式分为空场采矿法、充填法和崩落采矿法三大类，崩落采矿法是用崩落围岩充填采空区来控制和管理地压的采矿方法，大量放矿的端部放矿崩落法由于具有工艺结构简单、开采强度大、效率高、机械化程度高、安全、采矿成本低等优点，在世界范围内得到广泛的应用。大量放矿的端部放矿崩落法主要有分段崩落法和阶段崩落法两类。

分段崩落法是将矿体划分为若干阶段，将阶段划分为若干分段，按菱形交错的方式布置分段回采进路，由上向下逐个分段按一个较小的崩矿步距在覆盖岩层下进行回采工作，分段崩落法根据出矿方式分为有底柱分段崩落法和无底柱分段崩落法，有底柱分段崩落法底部设有底部结构，主要在有色金属矿山使用；无底柱分段崩落法分段下部不设出矿的底部结构，不留任何矿柱，分段的凿岩、崩矿和出矿等工作均在回采巷道中进行，安全可靠，在冶金矿山特别是铁矿山地下开采中，该采矿法占绝对优势。

阶段崩落法的基本特征是回采高度等于阶段全高。阶段崩落法实际应用方案比较多，目前国内外只有有底柱阶段崩落法方案，其中端部出矿的有底柱阶段崩落法有一定的优势，是整个阶段端壁呈  直立状态，在端部进行回采，一次回采阶段全高一个崩矿步距，通过阶段底部布置的底部结构进行出矿，矿块生产能力大，劳动生产率高，主要在有色金属矿山使用。目前虽然没有无底柱阶段崩落法方案的提法，但无底柱阶段崩落法与“高端壁无底柱分段崩落法”方案有相近的地方，高端壁无底柱分段崩落法是将几个分段（通常2-3个分段）作为一组，其端壁在同一垂直位置呈直立状态，形成高端壁，一次回采这几个分段一个崩矿步距。

专利申请号201110232079.7公开了“一种带钢混结构人工假顶的挑檐式无底柱阶段崩落采矿法”与专利申请号201110232064.0公开了“一种挑檐式结构的无底柱阶段崩落采矿法”都涉及一种无底柱挑檐端壁阶段崩落采矿法，是将矿体划分为阶段，在阶段里再划分为分段，上下分段回采巷道呈菱形交错布置，在回采巷道内进行回采工作，阶段内各分段一直保持一种下分段超前其上分段一个挑檐距离的挑檐结构，以阶段为单位，回采高度等于阶段全高，阶段内各分段按由上而下的顺序依次爆破一个崩矿步距，再按由上而下的顺序依次在各分段回采巷道出矿。

因此，无底柱阶段崩落法按阶段内各分段端壁上下位置分垂直端壁和挑檐端壁两种，无底柱垂直端壁阶段崩落法是整个阶段各分段端壁处于同一垂直位置，而无底柱挑檐端壁阶段崩落法是整个阶段各分段端壁处于一种下分段超前其上分段一个挑檐距离的位置, 都是回采高度等于阶段全高。

端部出矿的崩落法是在覆盖岩层下进行端部放矿，刚开始放出的是纯矿石，很快地顶部废石降落，形成废石漏斗，废石提前混入并放出。目前国内外广泛采用截止品位放矿，当放出矿石品位低于截止品位，即停止放矿，未放出的残留矿石一部分在下分段以矿岩混杂的方式放出，另一部分则损失在地下。覆盖岩层下端部放矿矿石损失贫化大的问题一直没有得到很好的解决，是困扰采矿界的一大难题。一般贫化率为20-25%，高的达42.9%，回采率一般为55-70%。

覆盖层下端部放矿矿石损失贫化大的主要原因是由于覆盖层下矿岩直接接触的放矿方式引起的。如果能控制废石的流动，将从根本上解决端部放矿崩落采矿法的矿石损失贫化问题，并极大地提高矿石回采率。

崩落采矿法覆盖岩层长期存在于采场，随着回采的进行，矿岩不断流动的磨蚀作用及频繁的爆破挤压作用，覆盖岩中含有大量的小块和粉末。

大量的实、试验表明：端部放矿过程中，小块和粉末矿岩能穿越大块空隙提前到达出矿口，其流动速度比大块矿岩快。在放矿截止时，出矿口周围的覆盖岩石块度分布特点为：离放矿口越近，粉岩和碎石越多。

根据粉体工程知识，当含粉末、碎石遇水和胶，粘结性很容易变大，影响其流动性。

发明内容

本发明针对端部放矿崩落采矿法损失贫化大的问题，采用在覆盖岩内注入胶结材料的方法改变其流动性，根据“覆盖岩与崩落矿石的流动性明显不同，使矿石容易放出而岩石不容易放出”的原理，提出一种覆盖岩注胶粘结的无底柱阶段崩落法，目的是有效地提高矿石回采率、降低矿石贫化损失。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。