一种井下条带胶结充填采矿方法与流程-k8凯发

本发明涉及矿山采矿，尤其涉及一种井下条带胶结充填采矿方法。

背景技术：

1、充填采矿法是指伴随落矿、运搬及其他作业的同时，用充填料充填采空区的采矿方法。充填的目的是支护采空区两帮岩石，并为继续进行上面分层回采造成立足的底板。它适用于矿石和围岩不稳固，不允许有较大暴露面的矿床；地表需要保护的矿床；稀有贵金属或高品位的矿床；有自燃性的硫化矿床；赋存条件复杂的矿床等。由于充填采矿法能够最大限度地回收矿产资源，保护地下、地表环境，特别是近些年来，而随着充填材料、充填工艺、管道输送装备和技术的不断进步，充填采矿法在有色金属矿山和贵重金属矿山得到了广泛应用。随着充填成本的不断降低和矿产品价格的持续走高，充填法因其无可替代的优势，在煤矿、铁矿等传统上不宜采用充填法的矿山，应用比重也越来越大。

2、专利cn202111565668.7，一种回采矿体的下向水平进路全尾砂胶结充填采矿法：步骤一，采场布置，将待采矿体沿竖直方向进行阶段划分，采场沿矿体走向布置，厚度为矿体厚度，高度为阶梯高度，每个采场在竖直方向上分段划分，每个分段再进行分层，每个分层沿矿体走向布置若干回采进路；步骤二，采准工程，采准工程布置在矿体脉外下盘，每个阶段底部均布置有阶段运输巷道，分段运输巷道均匀分布在阶段内，掘进穿脉运输巷道和分层联络道将矿体与阶段运输巷道和分段运输巷道相通，每个分层内掘进分层联络平巷连接分层联络道；步骤三，回采作业，按自上而下的回采顺序依次回采每个分层；步骤四，采场充填，回采完成后，对采场进行清理，平整底板并铺设钢筋网，架设充填管道，砌筑充填挡墙，回采进路分2次进行充填，第1次充填高配比全尾砂胶结充填材料作为下部打底充填，第2次充填低配比全尾砂胶结充填材料作为上部普通充填。

3、本专利的缺点：1、投资成本大：底部需铺设平面筋和竖筋组成的钢筋网，在井下实际生产过程中充填巷道多达几万米，此投资成本可想而知。且扎钢筋网需要专门的技术人员同时又增加了人工投入。

4、2、充填下部采用碱化水稻秸秆掺和，此材料要求苛刻，且用量大，对实际运用存在一定局限性；虽在短时间内能增加胶结充填体的抗压强度和抗拉强度，但时间一长水稻秸秆腐烂变质，充填体内形成空洞，反而增加了充填体安全隐患。

技术实现思路

1、针对上述技术中充填成本高且存在安全隐患的问题中，本发明提供一种井下条带胶结充填采矿方法，其技术方案为包括以下步骤：(1)布置采场：根据矿体结构，将采场布置成条形采场盘区，巷道高度依据矿层决定，采矿时采用采1留1的方法，将盘区分割成条带矿房；

2、(2)充填建模：在条带矿房最底部修筑混凝土封堵体，将采空的巷道帮壁两侧各留1～2米放置混凝土充填体的支模，浇筑混凝土形成混凝土充填体；

3、(3)采后充填：在巷道两侧混凝土充填体及最底部混凝土封堵体形成后，将采矿废弃的夹石堆积在条带矿房的中间巷道内，当夹石充填体的高度距离巷道顶板80～100cm处，在夹石充填体最外侧修筑混凝土封堵体；

4、(4)结顶：将充填料浆送入夹石充填体和巷道顶板中间的空隙处，充填料浆渗透夹石充填体，待充填料浆凝固胶结后，继续充填充填料浆直至充填体与顶板充分结合，形成完整的胶结体；

5、作为优选方案中，采用拖泵将充填料浆泵入夹石充填体和巷道顶板中间的空隙处；

6、(5)养护：根据井下湿度环境，可1～2天进行一次洒水养护，养护期不得低于30天；

7、(6)回采作业：待充填体充分凝固后，再对剩余条带矿房进行回采，再重复步骤(1)～步骤(5)直至采矿结束。

8、步骤(1)中所述的条形采场盘区长度为96米。

9、步骤(2)和步骤(3)中所述的混凝土封堵体，所用混凝土为c15或更高标号的混凝土，单模封堵体厚度大于等于2米，高度大于等于1.5米，宽度依据条带矿房的宽度设定。

10、步骤(2)中的混凝土充填体每次浇筑高度不超过1.5米，长度与条带矿房的长度相等，混凝土充填体的高度为至巷道顶板80～100cm为宜。

11、步骤(2)中的混凝土为c15混凝土、沙和夹石的混合物，所述的c15混凝土、沙和夹石体积配比为1：3～4:4～5。

12、所述的夹石粒径为大于等于100毫米。

13、步骤(3)所述的充填浆料为c15混凝土和沙的混合物，所述的c15混凝土和沙体积配比为1～2:4～5。

14、进一步地，通过强度计算经验公式：

15、

16、式中：σc～胶结充填体的单轴抗压强度要求，单位为mpa；

17、γ～胶结充填体的容重，单位为t/m3，取c15混凝土的容重2.2t/m3；

18、φ～胶结充填体的内摩擦角，单位为°，取平均值25°；

19、h～胶结充填体最大自立高度，单位为m，暂按5m考虑；

20、l～胶结充填体长度，单位为m，取条带矿房长度96m；

21、b～胶结充填体宽度，单位为m，取条带矿房宽度6m。

22、计算得到充填体强度要求为0.22mpa，考虑到充填体需要长期支撑顶板，因此取安全系数2计算充填体强度要求。当自立高度为5m时，充填体强度要求为0.44mpa。

23、通过类比法和经验公式法计算，设计胶结充填体强度在1.5mpa以上可以满足采矿工艺的要求。

24、本专利的有益效果：

25、1、本专利将采矿剩余的废、夹石及时处理，不存在在地面堆放形成尾矿库的风险。

26、2、本专利设备、人员投资成本小，充填效果理想，形成的胶结充填体安全、结实、稳固。

27、3、矿石回采率高，可达95％以上。

技术特征：

1.一种井下条带胶结充填采矿方法，其特征在于包括以下方法步骤：（1）布置采场：根据矿体结构，将采场布置成条形采场盘区，巷道高度依据矿层决定，采矿时采用采1留1的方法，将盘区分割成条带矿房；

2.根据权利要求1所述的一种井下条带胶结充填采矿方法，其特征在于：步骤（1）中所述的条形采场盘区长度为50～150m。

3.根据权利要求1所述的一种井下条带胶结充填采矿方法，其特征在于：步骤（2）和步骤（3）中所述的混凝土封堵体，所用混凝土为c15或更高标号的混凝土，封堵体单模厚度大于等于2米，高度大于等于1.5米，宽度依据条带矿房的宽度设定。

4.根据权利要求1所述的一种井下条带胶结充填采矿方法，其特征在于：步骤（2）中的混凝土充填体每次浇筑高度不超过1.5米，长度与条带矿房的长度相等，混凝土充填体的高度为至巷道顶板80～100cm为宜。

5.根据权利要求1所述的一种井下条带胶结充填采矿方法，其特征在于：步骤（2）中的混凝土为c15混凝土、沙和夹石的混合物，所述的c15混凝土、沙和夹石体积配比为1:3～4:4～5。

6.根据权利要求1或5所述的一种井下条带胶结充填采矿方法，其特征在于：所述的夹石粒径为大于等于100毫米。

7.根据权利要求1所述的一种井下条带胶结充填采矿方法，其特征在于：步骤（4）所述的充填浆料为c15混凝土和沙的混合物，所述的c15混凝土和沙体积配比为1:3～4。

技术总结
本发明涉及矿山采矿技术领域，尤其涉及一种井下条带胶结充填采矿方法。本方法采用采矿剩余的废、夹石与c15混凝土和沙按比例进行填充矿房，不存在在地面堆放形成尾矿库的风险，且设备、人员投资成本小，充填效果理想，形成的胶结充填体安全、结实、稳固，同时矿石回采率高，可达95%以上。

技术研发人员：彭亚利,鲁伟,赵军,徐亮,金胜利,李杰元,刘少华,杨俊
受保护的技术使用者：湖北兴顺矿业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8