一种近地表垮冒矿体回收方法与流程

1.本发明涉及地下金属矿山采矿技术领域，具体涉及一种近地表垮冒矿体回收方法。


背景技术：

2.近地表矿体地下开采难度小，见效快，易被盗采，以及受矿山开采前期的无序、无充填开采，易导致矿岩垮落至地表，导致内部以及下部矿体遗留大量矿石(体)无法回收，且一般这部分矿体的品位及价值较高，量较大。贸然回收，会造成地表继续垮塌，对环境造成不可逆的影响，同时，放出的矿石掺杂了大量的废石及第四系，导致放出的矿石贫化率高。常规的回收这部分矿石的方式为预注浆二次回采以及地表堆填地下回收两种，前者当垮落区域过大时，所需的浆量过大，无法有效避免漏浆及跑浆问题；后者则存在贫化损失的风险，且当附近有固定建筑物时，则无法实现该方案。此外，还有诸如，原地溶浸等方法，均存在成本高、成功率低、回收效率低等问题。
3.鉴于以上方法的不足，亟需一种适用范围广、工艺简单、成本低方法，解决近地表垮冒矿体回收过程中出现的成本高、贫化率控制差、可靠性低等问题。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种近地表垮冒矿体回收方法，其包括以下步骤：
5.步骤1、沿走向在垮冒矿体上下盘岩体中施工沿脉联络巷，自沿脉联络巷按一定间距垂直矿体走向施工穿脉联络巷，结合前期矿体开采资料，通过勘探钻孔、井巷工程及物探方法，探明垮冒矿体的垮冒范围及其与地表、周边采场相对位置关系、垮冒区域内的矿石块度分布情况；
6.步骤2、自垮冒矿体一侧沿脉联络巷内，采用跟管钻机垂直矿体走向施工一排跟管钻孔，跟管钻孔需超过垮冒区并施工至垮冒区另一侧稳定的原岩中，跟管钻孔具体长度根据力学计算确定，无缝钢管随跟管钻孔的钻进同步安装在钻孔全长内，所述无缝钢管上预留有注浆用的圆孔；
7.步骤3、采用单液注浆泵，通过无缝钢管对垮冒矿体区域进行注浆，在无缝钢管上下区域形成一层注浆胶结体；
8.步骤4、待注浆胶结体养护设计周期后，在沿脉联络巷内，采用钻机对注浆胶结体进行取样，并进行力学参数检测，当达到设计指标后方可进行下一步的作业；
9.步骤5、自沿脉联络巷垂直于矿体走向采用下向分层进路充填法的方式在整个垮冒矿体范围内形成进路隔离层，所述进路隔离层的顶部距无缝钢管50～100cm；
10.步骤6、在上覆注浆胶结体与进路隔离层的保护下，进行下部垮冒矿体的回收，在出矿水平施工相应的放矿工程，将进路隔离层以下的垮冒矿石放出，放矿过程中根据垮冒区的大小确定单次回收矿石的高度，防止放矿过程中由于暴露面积过大导致二次垮塌；
11.步骤7、待垮冒的矿石完全放出后，立即对空区进行充填。
12.优选地，所述跟管钻孔间距50～100cm，所述无缝钢管厚度3～6mm，直径90～126mm，每根无缝钢管长1.0～1.5m，无缝钢管之间采用螺纹连接，连接长度不小于100mm。
13.优选地，所述无缝钢管上预留注浆用的圆孔呈梅花形布置，孔径3～5mm。
14.优选地，所述步骤3中注浆时，注浆浆液采用42.5水泥制作而成，水灰比为0.6:1～1：1，注浆压力为0.6～2.0mpa，单孔注浆扩散范围应不小于两孔之间距离的一半。
15.进一步地，所述步骤5中形成进路隔离层时，下向进路内采用钢支架配套木板进行支护，进路形成后进行铺膜、铺筋，后对进路两端进行密闭，然后采用c30高标号混凝土或高强度充填料浆进行充填。
16.进一步地，所述进路隔离层的进路层数采用理论计算及数值模拟的方法确定，一般为2～4层。
17.优选地，下向进路内铺筋时，钢筋采用钢筋，且横筋两侧预留20cm长度，做成弯钩与相邻进路的钢筋相连。
18.有益效果
19.与现有技术和方法相比，本发明提供的一种近地表垮冒矿体回收方法具有以下有益效果：
20.1、工艺及原理简单
21.依据梁的原理，采用跟管钻进配合注浆的方式，将钢管与其附近的岩土混合物形成复合梁；后在其保护下，采用下向进路施工方法，配合高强度充填体，形成强支撑简支梁，工艺与原理简单。
22.2、成本低、回收率高
23.通过分段实施隔离工程，分段回收高品位矿石，即保证了回收过程的安全，又降低了整个的施工成本，相较于直接采用进路法构筑，安全性更高，相较于直接在地表形成隔离层，成本更低，回收率更高。
24.3、安全性高、可靠性好
25.该方法是通过建立跟管隔离层和进路隔离层，形成双层安全隔离层，保证下部垮落区矿体的安全回收，可靠新高。
附图说明
26.下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
27.图1是本发明提供的一种近地表垮冒矿体回收方法的正视图；
28.图2是图1的
ⅱ‑ⅱ
剖面图；
29.图3是图1的
ⅲ‑ⅲ
剖面图；
30.图中：1
‑
沿脉联络巷；2
‑
勘探钻孔；3
‑
松散体；4
‑
注浆胶结体；5
‑
穿脉联络巷；6
‑
进路隔离层；7
‑
垮冒矿体；8
‑
垮冒区边界；9
‑
下向进路；10
‑
无缝钢管；11
‑
原岩。
具体实施方式
31.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。
32.如图1
‑
图3所示，采用本发明提供的一种近地表垮冒矿体回收方法，其包括以下步骤：
33.步骤1、沿走向在垮冒矿体7上下盘岩体中施工沿脉联络巷1，自沿脉联络巷1按一定间距垂直矿体走向施工穿脉联络巷5，结合前期矿体开采资料，通过勘探钻孔2、井巷工程及物探方法，探明垮冒矿体7的垮冒范围及其与地表、周边采场相对位置关系、垮冒区域内的矿石块度分布情况；
34.步骤2、自垮冒矿体7一侧沿脉联络巷1内，采用跟管钻机垂直矿体走向施工一排跟管钻孔，所述跟管钻孔间距50～100cm。跟管钻孔需超过垮冒区并施工至垮冒区另一侧稳定的原岩11中，跟管钻孔具体长度根据力学计算确定，无缝钢管10随跟管钻孔的钻进同步安装在钻孔全长内，所述无缝钢管10厚度3～6mm，直径90～126mm，每根无缝钢管10长1.0～1.5m，无缝钢管10之间采用螺纹连接，连接长度不小于100mm。所述无缝钢管10上预留有注浆用的圆孔，圆孔呈梅花形布置，孔径3～5mm。
35.步骤3、采用单液注浆泵，通过无缝钢管10对垮冒矿体7区域进行注浆，在无缝钢管10上下区域形成一层注浆胶结体4。注浆浆液采用42.5水泥制作而成，水灰比为0.6:1～1：1，注浆压力为0.6～2.0mpa，单孔注浆扩散范围应不小于两孔之间距离的一半。
36.步骤4、待注浆胶结体4养护设计周期后，在沿脉联络巷1内，采用钻机对注浆胶结体4进行取样，并进行力学参数检测，当达到设计指标后方可进行下一步的作业；
37.步骤5、自沿脉联络巷1垂直于矿体走向采用下向分层进路充填法的方式在整个垮冒矿体7范围内形成进路隔离层6，所述进路隔离层6的顶部距无缝钢管1050～100cm。所述进路隔离层6的进路层数采用理论计算及数值模拟的方法确定，一般为2～4层。形成进路隔离层6时，下向进路9内采用钢支架配套木板进行支护，进路形成后进行铺膜、铺筋，铺筋时，钢筋采用钢筋，且横筋两侧预留20cm长度，做成弯钩与相邻进路的钢筋相连，然后对进路两端进行密闭，并采用c30高标号混凝土或高强度充填料浆进行充填。
38.步骤6、在上覆注浆胶结体4与进路隔离层6的保护下，进行下部垮冒矿体7的回收，在出矿水平施工相应的放矿工程，将进路隔离层6以下的垮冒矿石放出，放矿过程中根据垮冒区的大小确定单次回收矿石的高度，防止放矿过程中由于暴露面积过大导致二次垮塌；
39.步骤7、待垮冒的矿石完全放出后，立即对空区进行充填。
40.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。