[发明专利]一种深部金属矿床的机械化无废开采方法

说明书

本发明提供一种深部金属矿床的机械化无废开采方法，属于采矿技术领域。该方法首先进行采场设计及采准工程施工，然后进行机械化开采，采用全断面硬岩掘进机及掘进台车联合进行矿石的回采，再进行矿石及废石转运，各中段矿石汇集到溶浸回收水平后，采用皮带运输机将矿石继续向堆浸硐室运输，运输过程中进行智能分选，将矿废分离，进一步选择围岩稳固的地段布置溶浸循环回收硐室及矿石储存硐室，进行溶浸循环回收，最后将生产过程中产生的废石、提取矿物后的矿石混合后，进行废石充填。该方法可实现深部矿体的安全高效连续化开采，达到无废开采的目的，降低生产成本，杜绝了地表污染和安全威胁。

技术领域

本发明涉及采矿技术领域，特别是指一种深部金属矿床的机械化无废开采方法。

背景技术

金属矿产资源是现代化国家经济发展的重要基础。随着浅部矿床逐渐开采殆尽，大多数金属矿山逐渐向地下开采和深部开采发展。一直以来，环境污染和生态破坏都是采矿活动无法避免的伴生问题。传统的矿山开采活动毁坏地表植被，产生粉尘、固废、废水、废气等污染物，引发地面沉陷、边坡失稳、泥石流等工程灾害，严重污染环境。因此，为实现金属矿业的可持续发展，绿色、无废开采模式成为未来必然的模式。

传统的金属矿床开采通常需要将矿石和废石分别提升至地表，矿石进入选矿厂进行矿物提取，产生的尾矿排放至尾矿库中，废石则直接堆砌在地表，不但占用了大量的地表资源，严重污染土壤，造成土地资源的浪费，还形成了巨大的安全隐患，严重威胁人员安全。为解决尾矿库的问题，国内外普遍采用的方法是采用充填法，即将尾矿与胶凝材料和水按照一定比例混合，充入到地下采空区中，减少甚至杜绝尾矿的排放。然而，充填法成本较高，对于资源质量不高的矿山，采用充填法开采无法盈利，甚至亏损。另外，仍需要将废石提升至地表，占用地表资源，尽管可将废石加入到充填料浆中，但无法彻底解决废石问题。尤其是随着开采深度的增加，矿石与废石的提升成本急剧升高，严重影响矿山生产效益，因此，有必要开发一种新型的开采方式，实现金属矿产资源的安全高效开采，并避免废石及矿石的提升，杜绝地表污染，降低生产成本。

为实现矿山的无废提升，目前主要的方法是将选矿厂及破碎站布置于地下，矿石送入地下选矿厂进行矿物提取，废石送入破碎站，将选矿厂产生的尾砂，添加胶凝材料、水之后与废石混合，充填至采空区中。如现有技术中公开了一种井下矿山无废开采方法，利用矿山开采出的废石作为充填体骨料，预先堆放到采空区中，选矿厂布置于地下，将选矿厂产生的尾砂，混合水泥和水从废石堆上方浇灌，既可以解决矿山固体废物排放，又节约充填成本，但该方案需要在井下修建选矿厂，所需空间硐室大，成本高，安全性难以保障。

发明内容

本发明为解决现有技术中存在的尾矿及废石等固体废弃物污染地表环境、深部开采提升成本高以及深部金属矿开采效率低、安全性差等问题，提供一种深部金属矿床的机械化无废开采方法。

该方法包括步骤如下：

S1：采场设计及采准工程施工：

沿矿体走向进行开采，根据矿体厚度布置采场，采场数量为偶数，采用下向水平分层的方式开采，每个分段和中段沿每个采场两侧各施工一条采场联络道，中间不设联络道；通风井贯穿各中段，各分段下盘布置通风井，采场内采用风筒进行局部通风；

S2：机械化开采：

采用全断面硬岩掘进机TBM及掘进台车联合进行矿石的回采；

S3：矿石及废石转运：

各分段分别设置废石与矿石溜井，采准工程施工及开采过程中产生的废石，直接从分段废石溜井汇集到各中段，各中段汇集后，将废石运输至废石充填系统所在位置（废石充填系统一般为最上开采水平的上一中段），进行二次破碎，最终粒径不大于150mm；

各中段通过矿山主溜井将矿石汇聚到溶浸回收水平（溶浸回收水平位于集中提升水平，根据不同矿山实际进行设置，一般是在最下面开采水平的下一个中段），在溶浸回收水平采用皮带运输机进行矿石的转运；