多中段盘区化组合连续开采方法

(1)成果简介

地下矿山厚大金属矿体常规多采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法开采,该方法须留设阶段间水平矿柱,弊端较多,主要体现在:水平矿柱未来回采难度大、效率低、资源损失大;预留水平矿柱导致上下阶段可同时作业的采场数量少,生产衔接问题大,难以形成连续开采;水平矿柱下采场难接顶,二步骤采场悬顶面积大,安全风险高等。因此,地下矿山厚大金属矿体的竖向连续开采是世界性难题。矿冶集团研发了“多中段盘区化组合连续开采方法”,该工艺技术提出在开采范围纵向空间内划分多中段多盘区采场的连续开采模式,利用充填体隔离层替代原岩水平矿柱,大幅提高资源的高效回采率、源头上消除采场充填接顶难题,实现厚大矿体不分上下采区模式的大规模组合连续开采。同时根据组合开采顺序,建立大结构参数采场数量及组合开采的逻辑顺序,匹配研究盘区回采单元生产能力及效率,优选确定多中段盘区单元内采场的大能力高效率采充时序方案,实现可直接支撑矿山采场、掘进、凿岩、充填等生产计划的便捷高效开采规划方案。该技术体系解决了基于阶段空场嗣后充填采矿法的厚大金属矿体全矿段无矿柱连续开采难题,为地下厚大金属矿体开采提供更高效、更安全的解决方案。

(2)主要性能指标及适用条件范围

1)厚大稳固矿体竖向连续开采,不留设阶段间原岩水平矿柱,矿体资源的一次性高效回采率达90%以上;2)单采场综合生产能力≥1000 t/d、损失率和贫化率均小于8%;3)两步骤阶段空场嗣后充填采场不存在接顶问题;4)实现充填体直接顶板下的阶段空场嗣后充填采矿。

(3)成果应用情况

该技术在铜陵有色安庆铜矿、铜冠庐江矿业沙溪铜矿、安徽金安矿业草楼铁矿、大中矿业重新集铁矿、首钢马城铁矿等多个矿山实现应用,效果良好。

(4)成果展示

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图1 多中段盘区化组合连续开采采场布置示意图

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图2 充填体隔离层替代原岩水平矿柱力学机理图

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图3 连续开采过程中凿岩硐室转为受矿硐室示意图 

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图4 三面充填体环境下多中段采场布置模式示意图