一种高大点柱原地坍缩回采方法与流程

1.本发明涉及地下金属矿山采矿技术领域，具体涉及采用全面法、房柱法开采的矿山中，高大点柱矿体的原地坍缩回采方法。


背景技术：

2.采用全面法、房柱法开采的矿山，往往留下大量点柱矿体，用于控制地压和保证作业安全，多数点柱矿体具有较高的品位以及较高的经济价值，若长期留存将会造成资源的浪费。而点柱的回采又具有较大技术经济难度，目前点柱回采技术主要包括：削柱法、抽采法、混凝土矿柱置换法、全面充填嗣后回采法、袋装充填体围空区采矿柱法、人工假巷分区充填回采法。采用削柱法、抽采法回采矿柱回收率低，且人员设备进入空区内作业，安全性差，且对于高大点柱的回收适应性差；混凝土矿柱置换法首先需构筑人工混凝土矿柱，然后再进行矿柱的回采，人工混凝土矿柱构筑效率低、成本高，且人员设备需进入空区作业；人工假巷分区充填回采法需首先在空区内构筑人工假巷并对采空区进行充填，然后再进行矿柱的回采，该方法作业安全，但人工假巷构筑成本高、效率低，且在高大空区内构筑人工假巷难度和风险均较大。上述方法在实践中均有应用，但对于高大点柱矿体的回收来说均存在安全风险大、效率低、成本高等难题。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明提供了一种高大点柱原地坍缩回采方法，其包括以下步骤：
4.步骤1、根据矿山生产能力、充填能力与回采周期、点柱赋存特征及工程现状，将点柱划分为盘区，按盘区组织回采作业，盘区内按后退式回采方式规划好各点柱之间的回采顺序；
5.步骤2、按照划分好的盘区，封堵回采盘区周边的出入口并对空区进行第一次充填，第一次充填要求预留空顶空间，空顶空间的高度须满足人员和采掘设备正常作业要求；
6.步骤3、第一次充填的充填体强度达到设计指标后，对空顶空间的顶板进行排险，按规划好的回采顺序在盘区内设定人员设备进出路线，然后在人员、设备进出路线两侧边界架设充填挡墙，并对空区进行第二次充填并接顶，挡墙内侧预留出的空间形成人员设备进出通道；
7.步骤4、第二次充填的充填体强度达到设计指标后，在待回采的点柱上部进行切顶，形成切顶空间；
8.步骤5、在盘区底板岩体中施工盘区运输巷，再由盘区运输巷施工出矿进路，出矿进路通达各点柱中心对应的底板位置；
9.步骤6、在点柱中心位置，施工一条切割天井贯通底部的出矿进路与上部的切顶空间，形成采场通风回路；
10.步骤7、在切顶空间内，围绕切割天井施工下向平行中深孔炮孔，以切割天井为自
由面，采用毫秒微差一次或分次爆破，崩落矿石的同时在底部形成出矿漏斗；
11.步骤8、崩落的矿石由出矿漏斗落入出矿进路，采用铲运机配合矿用卡车出矿；
12.步骤9、盘区内的点柱采用后退式顺序进行回采，待盘区内全部点柱回采完毕后，对采空区进行封闭或嗣后充填处理。
13.优选地，所述第一次充填空区时，应保证空顶空间的高度在3～4m；所述第二次充填空区时，应保证充填接顶。
14.优选地，所述第一次充填和第二次充填要求充填体28天单轴抗压强度≥1.0mpa。
15.进一步地，所述人员设备进出通道的宽度结合人员和设备进出及通风要求确定。
16.进一步地，所述步骤4中切顶作业时，留设条柱或点柱支撑顶板，并对顶板采用喷浆、锚杆及挂网进行支护，以确保人员作业安全。
17.进一步地，所述步骤5底板岩体中的盘区运输巷及出矿进路的布置深度，根据回采点柱的形态及设计贫损指标确定。
18.进一步地，以切割天井为中心，所述步骤7中的下向平行中深孔的炮孔深度向后逐排减小，各个下向平行中深孔的具体深度根据出矿漏斗斜面倾角、矿石自然安息角确定。
19.有益效果
20.与现有技术和方法相比，本发明提供的一种高大点柱原地坍缩回采方法具有以下有益效果：
21.(1)回采作业安全。除人员设备进出通道外，采空区全部充填接顶，减少了因矿柱回采带来的地压活动；盘区运输巷、出矿进路位于矿柱底板以下，避免了人员、设备在空区中出矿的危险；切顶留设条柱或点柱支撑顶板，并进行喷锚等其他方式支护，矿柱内切割天井施工时，可采用反井钻机施工，施工作业中的安全性大大提高。
22.(2)工程施工难度较低，回采效率高。矿柱间人员设备进出通道，由充填挡墙(高度3～4m)构架；盘区运输巷、出矿进路位于底板以下，上覆充填体，施工过程中，无空区影响；中深孔爆破以切割天井为自由面，根据孔深形成相应漏斗出矿结构，回采爆破过程易于控制，回采效率较高。
23.(3)矿石回收率高。回收率指标可达到85％以上，减少了矿柱的损失浪费，且回采综合成本低。
附图说明
24.下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
25.图1为本发明一种高大点柱原地坍缩回采方法的典型方案图主视图；
26.图2为图1中的b
‑
b剖面示意图；
27.图3为图1中的c
‑
c剖面示意图；
28.图4为图1中的d
‑
d剖面示意图；
29.图中：1
‑
点柱；2
‑
充填体；3
‑
顶板岩体；4
‑
底板岩体；5
‑
切割天井；6
‑
下向平行中深孔；7
‑
出矿进路；8
‑
条柱；9
‑
锚杆；10
‑
充填挡墙；11
‑
人员设备进出通道。
具体实施方式
30.以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描
述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
31.如图1
‑
图4所示，采用本发明提供的一种高大点柱原地坍缩回采方法，其包括以下步骤：
32.步骤1、根据矿山生产能力、充填能力与回采周期、点柱赋存特征及工程现状，将点柱划分为盘区，按盘区组织回采作业，盘区内按后退式回采方式规划好各点柱1之间的回采顺序；
33.步骤2、按照划分好的盘区，封堵拟回采盘区周边的出入口并对空区进行第一次充填，第一次充填要求不接顶，预留上部空顶空间，空顶空间的高度须满足人员和采掘设备正常作业高度要求，优选地，所述空区空顶高度为3～4m。
34.步骤3、第一次充填要求充填体2的28天单轴抗压强度≥1.0mpa。第一次充填的充填体2强度达到设计指标后，对空顶空间的顶板进行排险，按规划好的回采顺序在盘区内设定人员设备进出路线及其宽度，然后在人员设备进出路线两侧边界架设充填挡墙10，并对空区进行第二次充填并接顶，挡墙内侧预留出的空间形成人员设备进出通道11，所述人员设备进出通道11的宽度结合人员和设备进出及通风要求确定。
35.步骤4、第二次充填要求充填体2的28天单轴抗压强度≥1.0mpa，第二次充填的充填体2强度达到设计指标后，在待回采的点柱1上部进行切顶，形成切顶空间。切顶时，留设条柱8或点柱支撑顶板，并对顶板采用喷浆、锚杆9及挂网进行支护，以确保人员作业安全。
36.步骤5、在盘区底板岩体中施工盘区运输巷，再由盘区运输巷施工出矿进路7，出矿进路7通达各点柱1中心对应的底板位置。底板岩体中的盘区运输巷及出矿进路7的布置深度，根据回采点柱1的形态及设计贫损指标确定。
37.步骤6、在点柱1的中心对应位置，施工一条切割天井5贯通底部的出矿进路7与上部的切顶空间，形成采场通风回路；
38.步骤7、在切顶空间内，围绕切割天井5施工下向平行中深孔6，以切割天井5为中心，所述下向平行中深孔6的炮孔深度向后逐排减小，各个下向平行中深孔6的具体深度根据出矿漏斗斜面倾角、矿石自然安息角确定。以切割天井5为自由面，采用毫秒微差一次或分次爆破，崩落矿石的同时在底部形成出矿漏斗。
39.步骤8、崩落的矿石由出矿漏斗落入出矿进路7，采用铲运机配合矿用卡车出矿；
40.步骤9、盘区内的点柱1采用后退式顺序进行回采，待盘区内全部点柱1 回采完毕后，对采空区进行封闭或嗣后充填处理。
41.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。