[发明专利]一种倾斜薄矿体空场嗣后机制砂充填回收矿柱的方法

说明书

本发明提供一种倾斜薄矿体空场嗣后机制砂充填回收矿柱的方法，属于矿山开采技术领域。该方法利用现有运输巷道和人行通风井，通过上中段沿脉运输巷道设计下行斜坡道至采场，采用机制砂胶结充填技术在采场内部形成了四周为2m厚胶结充填体人工矿柱、中部为废石的治理状态，人工矿柱确保了采场的安全性，间柱回采工作面位于人工间柱内，顶柱回采工作面位于胶结充填体顶板上，其中机制砂为矿山废石通过破碎加工后采用圆振动筛得到的小于10mm的砂粒。该方法新增采准量少，回采时间短，矿石回收率高，贫损两率低，安全生产系数高，采矿工艺简单，废石利用率高，充填成本低，机械化程度高，回采结束后采空区治理效果良好。

技术领域

本发明涉及矿山开采技术领域，特别是指一种倾斜薄矿体空场嗣后机制砂充填回收矿柱的方法。

背景技术

倾斜薄矿体开采过程中使用最多的采矿方法为浅孔留矿法，尤其是小型金矿山，浅孔留矿法由于其采矿工艺简单、出矿时间快等优点被广泛应用。将矿床划分为多个采场，采场长度一般为40~60m，采场高度一般为40m，采场内留设间柱和顶柱，间柱宽度为6m，间柱内布置采场联络巷道，顶柱厚度为6~8m。采场内矿柱矿量约占总矿量的25%~30%，安全高效地回收矿柱成为了矿山开采过程的重要难题。除此之外，浅孔留矿法开采结束后形成了较大的采空区，有效治理采空区也是需要重视的问题。

浅孔留矿法开采过程中，由于人员及设备的作业空间较为狭小，使得作业工效低，矿石贫化损失大，采矿成本高；另外，顶柱如果不能及时回收，必然存在自然冒落的安全隐患，从而影响矿山生产顺行。

现有技术中公开了一种浅孔房柱法采场残矿回收方法，该方法先采用充填法回采下层矿体，然后再采用点柱式上向分层充填法或浅孔房柱法回采上层矿体并充填接顶，回采作业安全较高，但该方法新增采准量较大，回采时间较长。

还有现有技术涉及了一种人工混凝土挡墙重构间柱废石充填采矿方法，充填过程先沿矿房两侧边界浇筑人工混凝土挡墙，再往两挡墙间填充废石，工程稳定性较好，但该方法使用混凝土成本较高，采矿工艺复杂。

针对上述问题，为有效进行矿柱回收并及时进行采空区治理，发明了一种倾斜薄矿体空场嗣后机制砂充填回收矿柱方法，其新增采准量少，回采时间短，矿石回收率高，安全生产系数高，采矿工艺简单，充填成本低，机械化程度高，采空区治理效果良好。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种倾斜薄矿体空场嗣后机制砂充填回收矿柱的方法，该方法在间柱两侧均为采用浅孔留矿法开采结束的采场，间柱中有人行通风井和采场联络道，浅孔留矿法底部为平底结构，采用铲运机出矿，上下中段沿脉运输巷道和采场出矿巷道完整。

该方法包括步骤如下：

S1：浅孔留矿法开采结束后，在底部所有出矿巷道内布置出矿巷道充填挡墙；机制砂充填管路通过采场联络道铺设到达采场底部，采场底部采用机制砂进行胶结充填；

S2：采场内两侧距离采场间柱2m位置采用木板自下而上架设采场充填挡板，并固定，在采场联络道端部架设挡墙，保留采场联络道，在预设空间内分层充填，最终在采场两侧形成人工间柱；

S3：通过上阶段运输巷施工下行斜坡道至采场，通过下行斜坡道进行采场中部废石填充，废石充填至顶部后预留2m高度进行机制砂胶结充填，最终形成四周均为胶结充填体、中部为废石的包裹状态；

S4：通过人行通风井上部进入最底层采场联络道，自底部开始进行间柱炮孔布置，炮孔向上交叉布置，矿体向下抛掷，在人行通风井底部采用铲运机出矿，自下而上分层回采采场间柱，采场间柱完全回采后进行井筒废石充填；

S5：通过上阶段运输巷施工的下行斜坡道到达下盘采场顶柱，下行斜坡道到达采场顶柱后采用进路法回收顶柱，下行斜坡道挑顶压底换层，直至采场顶柱完全回收。

其中，S1中出矿巷道充填挡墙使用砖砌筑后再用木板进行固定，厚度不少于10cm，壁帮处利用螺纹钢或圆钢固定。