[发明专利]地下矿山采矿新工艺

说明书

本发明涉及一种地下矿山采矿的上行开采尾砂矸石充填采矿法。

传统的下行开采方案不能首先开采深部富矿中段，投产初期经济效益差，基建贷款偿还年限长，矿产资源回收率低，井下废石和选厂的尾砂贮存在地表，即多占土地，也污染环境，增加投资，增加废石的提升、运输费用，不能及时处理采空区，引起地表下沉或塌陷，破坏了生态环境。

鉴于传统的下行开采方案的缺点和存在的问题，本发明提出了一种上行开采尾砂矸石充填法，它是解决传统下行开采方法所存在缺点的地下矿山采矿新工艺。

本发明的地下矿山采矿新工艺打破传统的下行开采方式和矿块中留顶、底、间柱，先采矿房，后采矿+柱，以及许多矿山不充填采空区的模式，在矿床开采全深度内任意选择富矿中段作为首采中段，由此一次或分段上行开采，即开拓中段设在最上层20，采准切割中段设在中间层21，矿柱回采和矿房回采中段设在中间层21和最下层22(见图1)(称之为上行开采)。

在矿块回采时，先采间柱11，如果间柱11内有采准巷道时，用水平分层废石、尾砂胶结充填法回采间柱，否则(如脉外天井9和天井联络道10)用浅孔留矿法回采间柱后，用废石和5％～8％尾砂水泥浆嗣后一次充填间柱采空区(见图4)。

间柱11回采结束后，用空场法(如浅孔留矿法或分段空场法)回采矿房13，大量放矿工作结束后，矿房采空区13嗣后一次充填废石和尾砂。这种采矿方法称为上行开采尾砂矸石充填法。

本发明打破传统的模式，矿块中不留顶柱，只留底柱，利用采准巷道最终回收底柱。

技术经济与环境效果的评价：

使用本发明，可以首先开采深部的富矿中段，提高投产初期的经济效益，缩短基建贷款偿还年限，提高矿山服务年限内企业利润贴现到投产年的贴现值。

矿块中不留顶柱，留底柱，用最廉价的废石和水泥尾砂胶结体取代矿房间柱11，故矿产资源回收率比传统方法提高15～20％。

本发明中所有的井下废石被充填到采空区13、11，既节省了废石的提升运输费用，又处理了采空区13、11，防止地表塌陷，保护地表农田、林木、建筑物、构筑物等生态环境，且在被充填的采空区上部地表上可建造一些工业设施和民用建筑。

因为在矿区中没有废石场，不用占有农田或林木山地，保护了生态环境，消除了废石场粉尘对环境的污染。

因为尾矿中的粗砂(有害排弃物)被充填到采空区，所以减少进入尾矿库的年尾砂量，延长尾矿库寿命，减少环境污染。

“地下矿山采矿新工艺”将会引起采矿工艺的变革。

图1是上行开采尾砂矸石充填法的开采示意图；图2是急倾斜单矿脉开采的尾砂矸石充填法的采矿方法正视图，图3是图2的A-A剖视图，图4是图2的C-C剖视图，图5是图2的B-B剖视图；图6是急倾斜平行矿脉开采方法侧视图，图7是图6的E-E剖面图，图8是图6的F-F剖面图；图9是缓倾斜薄矿脉开采的壁式尾砂矸石充填法采矿方法图，图10是图9的H-H剖视图：图11是缓倾斜密集平行脉开采的组合壁式尾砂矸石充填法的采矿方法图；图12是缓倾斜中厚矿脉开采的分层壁式尾砂矸石充填法的采矿方法图；图13是缓倾斜厚矿脉开采的尾砂矸石充填法的侧视图，图14是图13的J-J剖视图；图15是倾斜薄矿脉开采的单线索道台车壁式尾砂矸石充填法的采矿方法侧视图；图16是爆力运矿采矿方法的侧视图，图17是图16的L-L剖视图；图18是注浆锚杆工艺示意图；图19是注浆锚杆工艺护顶的分段空场法图，图20是图19的N-N剖视图，图21是图19的O-O剖面图。

下面分别论述本发明中各种矿床类型的开采方法。

1.急倾斜矿床的开采    

1.1急倾斜单矿脉的开采

下面以矿脉平均厚度为6米，矿体倾角为70°，平均地质品位为含钼0.28％，矿石和围岩f＝8～10，均稳固的钼矿床作为实例，进一步说明。

一、矿床开拓与采准切割工作

见图1、图2、图3、图4、图5。

根据矿床的赋存特点，矿床用主井1、付井2、通风井3来进行开拓，中段高度定为40米，开拓中段20上部中段开凿回风巷道19。各中段用马头门及调车场4、石门5、主运巷道6、穿脉运输巷道7来进行开拓。急倾斜单矿脉开采用尾砂矸石充填采矿法。

矿块构成要素：矿块沿走向布置，矿块长度50米，宽度为矿体厚度，高度为40米，间柱宽度为3～5米，不留顶柱，只留保护穿脉运输巷道7的底柱24。