[发明专利]无残留矿柱回采法

说明书

本发明涉及充填采矿，更详细的讲是无残留矿柱回采法。

目前所采用的充填采矿法中，所有矿山都用尾砂加水泥混合为充填料，充填到采空的矿房中，由于泵站设在地表，受输送条件的限制，泥浆浓度一般控制在50％--70％，否则输送管道易堵塞，加上每次充填结束洗刷管路，尾砂中的水量还会增加，在这种浓度下，尾砂和水泥发生离析现象，水泥基本上是悬浮在充填体的表层，由于水量过大，水份沥干时间长，水泥不凝固，而充填体的中下部没有水泥成份又不凝固，因而充填体整体强度很低，为了保证二步采时充填体不致于流向矿房，有的矿山在一步采的矿房壁上喷射30--50公分厚的水泥再充填尾砂，以增加充填体的强度，然而在二步采时，由于喷射的混凝土达不到要求的强度和受爆破震动的影响，还需留下一定量的矿柱加以补充矿房壁强度。矿石损失率一般在5％左右，另外由于充填体表面的水泥凝固不好，所以在采下一分层时，有部分矿石嵌入充填体内，出矿时不能完全回收，损失率在3％左右。

为了解决上述问题，有的矿山有用高铝水泥代替普通水泥搅入充填料的例子，但由于成本高，浓度不合理，并且强度也只能达到10Kg/Cm³左右，与实际所需强度差距很大，而难以推广。        

本发明就是针对以上存在的问题而提出的一种无残留矿柱回采法，本方法能充分增强充填体强度，二步采时不留矿柱，使原采矿法中损失的矿柱能够全部回采，并能使落矿过程中嵌入充填体内的矿石全部回收和避免出矿过程中充填料混入矿石内，造成矿石贫化。

本发明的具体方案为：采用二步法充填采矿，当一个分层采空后，向前一分层的采空区充填尾砂，然后将水泥直接注入充填体边缘或灌注混凝土，而形成混凝土墙，再在充填体表面加注一层混凝土。

本发明也可先放置模板，向模板内充填尾砂，模板外浇注混凝土，撤出模板后在充填体表面加注混凝土。

本方法的混凝土采用尾砂，还可在水泥中加入适量的速凝剂。

本方法灌注混凝土的灌注器，包括胶管、连接盘和灌注管，灌注管上有灌注孔。

本发明在不增加费用和原充填工艺不变的前提下，将混入原充填料的水泥集中使用，增强局部强度，解决了原充填料中水泥离析现象，从而使充填体整体强度增至35kg/cm³，最大可达100kg/cm³，使二步采不留矿柱和将嵌入充填体内的矿石基本回收，提高回采率6--10％，并且避免了出矿过程中的尾砂混入。

下面结合附图，对本发明最具有优点的实施例做进一步的说明。

本发明的图1表示了分层开采和充填尾砂的情形。图中(1)为一步采矿房。(1′)为一步采充填体、(2)为二步采矿房、(2′)为二步采矿房和充填体、(3)为一步采矿房的未采层、(4)为采空层(5)为分层充填体、(6)为尾砂、(7)为表层混凝土、(8)为混凝土墙、(9)为二步采表层混凝土。

图2为混凝土灌注器示意，包括胶管(11)，连接盘(12)，灌注器(13)和灌注孔(14)。

本发明在一步采矿房(1)内分层开采，当一个分层采空后，形成采空区(4)，再向前一分层的采空区充填尾砂和混凝土即为充填体(5)，然后再开采下一分层--未采区(3)。本方法充填尾砂(6)时，将原来加在充填料中的水泥按要求水分混成浆状，采用特制的灌注器直接进入矿房边缘，形成一道坚固的混凝土墙(8)，并在表面加注混凝土(7)，再开采未采区(3)，开采完后，再向采空区(4)充填尾砂和灌注混凝土，这样分层操作至矿房顶部，即成为一个多层的箱式整体，形成强度足够高的一步采充填体(1′)，充填体混凝土墙完全能够承受采矿和爆破的震动，使二步采时不用留矿柱，使矿石回采率达到95％以上。

本发明在充填尾砂时，还可以支上模板，模板与矿房的边缘有一定量的空间，向模板内充填尾砂，在模板外加注混凝土，待尾砂水分基本沥干后，边加注混凝土边撤下模板，最后在表面加注一层混凝土，再进行下一分层的开采和充填，直至矿房顶部。

为了降低成本还可以在充填尾砂后用人工沿矿房边缘挖出一定宽度的空间，再浇注混凝土，而形成混凝土墙的方法。

本发明在二步采矿房(2)的采空区，用相同的方法分层充填，所不同的是不用向尾砂中灌注混凝土，只加注表层混凝土(9)。表层混凝土(7)(9)的强度足以承受出矿机械的运行，消除了矿石嵌入充填体内，这样既降低了落矿过程中的矿石损失，又减少了出矿过程中的尾砂混入。