矿山开采用隔断装置应用

发布时间:2018-06-28

1、所属领域

采矿工程

2、适用范围

开采、充填

3、基本原理

镜铁山矿铜矿采用一步骤空场法开采、事后一次性胶结充填采矿时，在回采矿房→充填矿房采空区→回采矿柱（矿柱的作用是回采一步骤矿房时支撑体，二步骤回采的对象）的过程中，由于充填体将空区填充满，在回采矿柱前需要重新开展切割拉槽工作，一方面增加工程量，提高施工安全风险；另一方面降低了回采效率。

本创新技术则是针对在充填采空区过程中，通过在采空区靠矿柱一侧加设一种隔断装置，以形成矿柱回采爆破（一步骤矿房回采—充填后，形成充填支撑体，替代了矿柱的支撑体作用，为多回收矿石，保证效益，要对二步骤矿柱爆破破碎，形成出矿条件）的自由面（爆破的临空面，有利于提高爆破效果）和补偿空间（解决矿石爆破破碎后体积膨胀的空间需求）。

4、关键技术与装备

（1）根据充填料的特性选用具有足够的抗化学腐蚀性、耐磨性、耐热性，能承受外荷载波动，有维持剩余压力的能力的材料制作该隔断装置。

（2）该隔断装置以气体或水为填充介质，根据矿房结构参数制作其大小，方便搬运和安装，在安装时组合连接成一个整体，安装完成后填充气体或水（见图1）。

图1充填装置示意图

（3）在充填矿房采空区前先安装好隔断装置再充填，这样充填完成后，充填体和矿柱之间形成一定的空间（见图2），二步骤回采矿柱就无需重新为形成爆破自由空间进行切割拉槽工作，不但减少掘进工程量，而且避免了在切割巷道内施工深孔，有利于矿山企业的安全生产，节省成本。此外，在充填体中掘凿巷道对充填体质量要求较高，不但要有足够的强度，而且在层状介质的充填体里掘进和支护巷道，乃是一项费工多、耗资大、明显降低回采生产能力的作业。

（4）利用该装置形成的回采矿柱的爆破自由空间的方法可以避免因掘凿切割巷道和中深孔爆破拉槽带来对矿柱回采的贫化。

图2隔断装置形成空间示意图

5、工艺流程

采购或选材设计定作隔断装置；在回采结束的矿房空区内靠矿柱侧安装隔断装置；在隔断装置的最底层内注入填充介质（水或气体）；矿房充填，并根据隔断装置内介质情况，向隔断装置内填充介质；充填体达到规定养护期后，对隔断装置内填充介质进行排空，并回采矿柱。

6、主要创新点

（1）用隔断技术替代传统切割拉槽形成矿柱回采爆破自由空间的方式，减少掘进工程量，提高生产效率，降低安全风险，降低矿山企业成本投入。

（2）隔断装置根据矿房结构参数设计大小，安装方便，该装置安装时在靠充填体一侧挂防粘接布料，实现该装置循环使用。

（3）利用该法形成的矿柱回采爆破自由空间对矿柱回采无贫化。

7、主要技术指标及同类技术对比情况

一步骤矿房回采结束后，回采矿柱前，采用传统切割拉槽创造回采自由面的方法，存在掘进工程量大，生产效率低，安全隐患大，贫化率大等问题，通过该创新技术，可以有效解决以上问题。

通过铜矿实际生产应用，采用隔断技术，同比减少工程量约100m，中深孔减少约500m，采矿、充填衔接部位贫化率由原来的平均16.43%可降至8%。

8、典型实例及成效

通过在镜铁山矿铜矿生产应用，取得了预期效果，节约了施工成本，提高了生产效率，实现了安全回采的目标。

9、推广应用前景

镜铁山矿铜矿开采“一步骤空场法开采、事后一次性胶结充填采矿法”， 按照矿体厚度的不同，对矿体的赋荐状况进行了统计，确定浅孔留矿事后充填采矿法的比例为30%；沿走向布置的分段空场事后充填采矿法的比例为55%；垂直走向布置的分段空场事后充填采矿法的比例为15%。

采用“采空区和矿柱之间的隔断装置”在沿矿体走向布置矿块中均可应用，提高生产效率，节约成本，提高施工安全。

在国内其它采用类似采矿方法的矿山均可应用，具有推广价值。

10、专利及获奖情况

“一种矿山开采用隔断装置”已上报实用新型专利，专利已授权，等待公告发证书。

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