权利要求
1.贵金属矿山井下充填结构，包括充填进路与相邻施工进路(7)，其特征在于，所述充填进路的起始端设置有封闭板墙(61)，所述封闭板墙(61)的顶部安装有顶板(5)，所述顶板(5)的底部吊挂有充填管路(4)，充填管路(4)的出口高于充填进路路面，所述充填进路靠近相邻施工进路(7)的一侧设置有抗爆保护层(3)，所述充填进路的内部堆放有锥形废石堆(1)，锥形废石堆(1)的内部形成底部泄水通道(2)。
2.根据权利要求1所述的贵金属矿山井下充填结构，其特征在于，所述抗爆保护层(3)由内层土工布(8)和外层聚丙烯编织袋(9)经十字缝合而成。
3.根据权利要求2所述的贵金属矿山井下充填结构，其特征在于，所述土工布(8)为长丝针刺无纺布，透水，10μm以下固体颗粒不透过，厚度为5-10cm。
4.根据权利要求3所述的贵金属矿山井下充填结构，其特征在于，所述聚丙烯编织袋(9)中掺有阻燃剂，且透水。
5.根据权利要求4所述的贵金属矿山井下充填结构，其特征在于，所述抗爆保护层(3)的底部水平向充填进路中延伸距离大于30cm，顶部水平向充填进路中延伸距离大于50cm。
6.根据权利要求5所述的贵金属矿山井下充填结构，其特征在于，所述封闭板墙(61)的外侧设置有板墙附属支撑(62)。
7.根据权利要求6所述的贵金属矿山井下充填结构，其特征在于，所述锥形废石堆(1)高度小于1m，废石块度尺寸不超过20cm，形成的三角锥体最大向外延伸到充填进路侧帮。
8.根据权利要求7所述的贵金属矿山井下充填结构，其特征在于，所述顶板(5)的底部开设有导槽(51)，导槽(51)呈折线设计，所述导槽(51)靠近充填进路中间的部位设置有减速部(52)，减速部(52)的间距小于导槽(51)间距，所述顶板(5)的外侧设置有支撑部(53)，支撑部(53)的内部开设有管孔，充填管路(4)穿过管孔，所述充填管路(4)采用柔性管道，所述封闭板墙(61)的顶部开设有支撑槽，支撑部(53)密封插接在支撑槽中，所述充填管路(4)的外侧固定安装有安装环(41)，安装环(41)的底部固定安装有吊挂件(42)，所述吊挂件(42)滑动连接在导槽(51)中，所述吊挂件(42)与安装环(41)之间设置有导向件(43)，导向件(43)的两侧均设置有弧形弹片(44)，所述安装环(41)远离支撑部(53)的一侧固定连接有拉绳(45)，顶板(5)的顶部开设有绳孔，拉绳(45)穿过绳孔，所述拉绳(45)的中间位置设置有弹性伸缩部(46)，弹性伸缩部(46)由外层的编织波纹层和内层的复位弹绳组成。
9.贵金属矿山井下充填施工方法，采用如权利要求1-8任一项所述的贵金属矿山井下充填结构，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在进路全部矿石回采结束，形成待充填进路空区，由铲运机将井下废石送入待充填进路空区，堆放在待充填进路中间形成锥形废石堆(1)，其内部形成底部泄水通道(2)便于尾砂充填料浆快速排水;
S2、紧贴充填进路矿帮设置柔性复合结构抗爆保护层(3)，展开后的抗爆保护层(3)的底部压在锥形废石堆(1)下，顶部固定在充填进路空区的顶板(5)上，顶板(5)下表面吊挂尾砂充填料浆充填管路(4)，在充填进路起始端架设封闭板墙(61);
S3、准备工作完成后，通知充填站启动输送尾砂充填料浆，将地表制备好的尾砂充填料浆输送至井下待充空区，尾砂充填料浆不断渗入和填满废石堆空隙，并覆盖废石堆直至充满整条进路空区，经一定时间硬化后，抗爆保护层(3)的内层土工布(8)与充填体粘附形成一体;
S4、回采相邻施工进路(7)时，随进路的不断向前推进，受保护充填体连同抗爆保护层(3)不断被揭露，抗爆保护层(3)能够有效减缓爆破作用力和避免因暴露碳化引起的表面粉化。
10.根据权利要求9所述的贵金属矿山井下充填施工方法，其特征在于，所述尾砂充填料浆按组成包含固相尾砂、固相胶凝材料和液相水，在充填制备站经搅拌混合形成的较均质浆体，所述固相胶凝材料由矿渣粉、脱硫石膏粉、石灰粉以及外加剂混合制成。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及地下矿山开采技术领域，具体涉及贵金属矿山井下充填结构及充填施工方法。
背景技术
[0002]在现代矿山开采中，特别是贵金属矿山的开采过程中，为了提高资源回收率、保障矿井的安全性和环境友好性，井下充填技术逐渐成为矿山工程中不可或缺的技术之一。井下充填技术通过对矿井空洞进行充填，不仅能有效提高矿体的稳定性、减少矿井坍塌的风险，还能够减少废弃物的堆存和环境污染。尤其在贵金属矿山的开采过程中，由于矿体复杂、矿石品位变化大，井下充填技术在提升矿山生产效率和延长矿山生命周期方面起到了重要作用。
[0003]黄金等贵重金属矿山开采过程产生大量废石和选矿尾砂，废石主要形成于井下开拓、采准工程等施工过程，尾砂主要是选矿过程形成的固体废弃物，通常是作为骨料回填至井下采空区。井下废石和选矿尾砂的处置是制约矿山高质量和可持续发展的重要课题，尾砂排入尾矿库堆存，不仅占用地表面积而且对地表周围形成巨大安全隐患，而将废石提升至地表则增加提升成本，一种经济有效的方法是将井下废石和选矿尾砂作为充填骨料一同充填至井下采空区，被井下矿山广泛选用。此外，对于贵金属矿山开采，因矿石较高的经济属性，通常是采用浅孔爆破和选择进路式，但回采进路的侧帮为充填体时，充填体揭露面受碳化作用影响表面形成松散层，混入矿石后造成贵金属矿石损失和贫化。
[0004]授权公告号为CN221823869U的中国专利，公开了一种矿山井下采空区进路充填结构以及充填设备，包括：填充层、吊筋、网片和滤水管。填充层包括第一填充层和第二填充层，第一填充层用于充填进路底部，第二填充层用于填充第一填充层至进路顶部之间的空间。吊筋设置于填充层，吊筋沿进路的高度方向延伸。网片设置于填充层，网片平铺，网片绑扎于吊筋。滤水管设置于填充层，其一端设置于填充层外。该现有技术采用吊筋来增加进路填充强度，井下施工难度大，同时外表面也不具备防爆效果，在回采时受爆破作用力影响，导致充填体揭露一侧被破坏和掉落。
发明内容
[0005]本发明的目的在于：为解决上述问题，本发明提供了贵金属矿山井下充填结构及充填施工方法。
[0006]本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
贵金属矿山井下充填结构，包括充填进路与相邻施工进路，所述充填进路的起始端设置有封闭板墙，所述封闭板墙的顶部安装有顶板，所述顶板的底部吊挂有充填管路，充填管路的出口高于充填进路路面，所述充填进路靠近相邻施工进路的一侧设置有抗爆保护层，所述充填进路的内部堆放有锥形废石堆，锥形废石堆的内部形成底部泄水通道。
[0007]进一步地，所述抗爆保护层由内层土工布和外层聚丙烯编织袋经十字缝合而成。
[0008]进一步地，所述土工布为长丝针刺无纺布，透水，10μm以下固体颗粒不透过，厚度为5-10cm。
[0009]进一步地，所述聚丙烯编织袋中掺有阻燃剂，且透水。
[0010]进一步地，所述抗爆保护层的底部水平向充填进路中延伸距离大于30cm，顶部水平向充填进路中延伸距离大于50cm。
[0011]进一步地，所述封闭板墙的外侧设置有板墙附属支撑。
[0012]进一步地，所述锥形废石堆高度小于1m，废石块度尺寸不超过20cm，形成的三角锥体最大向外延伸到充填进路侧帮。
[0013]进一步地，所述顶板的底部开设有导槽，导槽呈折线设计，所述导槽靠近充填进路中间的部位设置有减速部，减速部的间距小于导槽间距，所述顶板的外侧设置有支撑部，支撑部的内部开设有管孔，充填管路穿过管孔，所述充填管路采用柔性管道，所述封闭板墙的顶部开设有支撑槽，支撑部密封插接在支撑槽中，所述充填管路的外侧固定安装有安装环，安装环的底部固定安装有吊挂件，所述吊挂件滑动连接在导槽中，所述吊挂件与安装环之间设置有导向件，导向件的两侧均设置有弧形弹片，所述安装环远离支撑部的一侧固定连接有拉绳，顶板的顶部开设有绳孔，拉绳穿过绳孔，所述拉绳的中间位置设置有弹性伸缩部，弹性伸缩部由外层的编织波纹层和内层的复位弹绳组成。
[0014]贵金属矿山井下充填施工方法，包括以下步骤：
S1、在进路全部矿石回采结束，形成待充填进路空区，由铲运机将井下废石送入待充填进路空区，堆放在待充填进路中间形成锥形废石堆，其内部形成底部泄水通道便于尾砂充填料浆快速排水;
S2、紧贴充填进路矿帮设置柔性复合结构抗爆保护层，展开后的抗爆保护层的底部压在锥形废石堆下，顶部固定在充填进路空区的顶板上，顶板下表面吊挂尾砂充填料浆充填管路，在充填进路起始端架设封闭板墙;
S3、准备工作完成后，通知充填站启动输送尾砂充填料浆，将地表制备好的尾砂充填料浆输送至井下待充空区，尾砂充填料浆不断渗入和填满废石堆空隙，并覆盖废石堆直至充满整条进路空区，经一定时间硬化后，抗爆保护层的内层土工布与充填体粘附形成一体;
S4、回采相邻施工进路时，随进路的不断向前推进，受保护充填体连同抗爆保护层不断被揭露，抗爆保护层能够有效减缓爆破作用力和避免因暴露碳化引起的表面粉化。
[0015]进一步地，所述尾砂充填料浆按组成包含固相尾砂、固相胶凝材料和液相水，在充填制备站经搅拌混合形成的较均质浆体，所述固相胶凝材料由矿渣粉、脱硫石膏粉、石灰粉以及外加剂混合制成。
[0016]本发明的有益效果如下：
1、本发明可实现充填料浆快速滤水和保留胶凝材料避免在料浆脱水过程流失，充填体在抗爆保护层保护下避免了受碳化作用影响带来的表层粉化和爆破破坏，维持了充填体的完整性，提高了回采作业安全性，更重要的显著降低了贵金属矿石损失贫化，同时矿山废石和尾砂固废得到规模化处置和资源化利用，具有重要的安全、经济、环保效益。
[0017]2、本发明通过在顶板下表面开设导槽，使充填管路能在顶板下方呈折线型移动，对充填进路内部进行均匀灌浆，再通过减速部的设置，使充填管路在中间位置移动较慢，使浆料在锥形废石堆停留时间长，能使浆料充分地流入碎石堆中，注浆均匀。
附图说明
[0018]图1是本发明充填施工示意图;
图2是本发明充填进路施工示意图;
图3是本发明抗爆保护层结构示意图;
图4是本发明顶板安装结构示意图;
图5是本发明顶板与充填管路结构示意图;
图6是本发明充填管路局部结构示意图;
图7是本发明吊挂件结构示意图。
[0019]附图标记：1、锥形废石堆;2、底部泄水通道;3、抗爆保护层;4、充填管路;41、安装环;42、吊挂件;43、导向件;44、弧形弹片;45、拉绳;46、弹性伸缩部;5、顶板;51、导槽;52、减速部;53、支撑部;61、封闭板墙;62、板墙附属支撑;7、相邻施工进路;8、土工布;9、聚丙烯编织袋。
具体实施方式
[0020]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0021]如图1-图7所示，贵金属矿山井下充填结构，包括充填进路与相邻施工进路7，充填进路的起始端设置有封闭板墙61，封闭板墙61的顶部安装有顶板5，顶板5的底部吊挂有充填管路4，充填管路4的出口高于充填进路路面，充填进路靠近相邻施工进路7的一侧设置有抗爆保护层3，充填进路的内部堆放有锥形废石堆1，锥形废石堆1的内部形成底部泄水通道2。
[0022]本发明既能充分消耗贵金属矿山井下废石和选矿尾砂，又能有效降低贵金属矿石损失贫化，具有重要的安全、经济、环保效益。
[0023]在上述实施例的基础上，还包括，抗爆保护层3由内层土工布8和外层聚丙烯编织袋9经十字缝合而成。
[0024]土工布8具有良好的强度和韧性，能够提供一定的承载力和抗拉伸能力，作为内层材料，它能够提供基础的支撑，防止内部分材料的松散或破损，聚丙烯编织袋9则具备抗拉伸、抗撕裂的特点，作为外层材料，它能够增强整体结构的稳定性和抗爆防护能力，十字缝合的方式将内外层结合得更加紧密，能够有效分散外部压力和爆炸冲击力，避免外层物料的脱落或移位。
[0025]在抗爆设计中，内外层的组合方式能有效减缓爆炸产生的冲击波和压力，土工布8的强度和聚丙烯编织袋9的抗撕裂性相结合，可以提高保护层的抗爆性，减少爆炸产生的碎片和冲击对周围环境或人员的伤害，聚丙烯编织袋9的外层结构具有一定的弹性，能吸收部分冲击力，而土工布8作为内层能够抵抗爆炸压力，从而提高整体抗爆效果。
[0026]在上述实施例的基础上，还包括，土工布8为长丝针刺无纺布，透水，10μm以下固体颗粒不透过，厚度为5-10厘米。
[0027]长丝针刺无纺布具有很好的透水性能，能够让水分自由通过，同时有效避免积水或渗水问题。对于需要排水或土壤稳定的应用场合(如基坑、排水系统等)，透水性是一个关键特性，有助于维持结构的稳定性和避免积水造成的压力。该土工布可以有效阻止10μm以下的固体颗粒透过，这对于矿山井下工程应用是非常重要的，防止细小颗粒进入系统能够保持土壤或材料的稳定性，避免颗粒堵塞排水系统或造成结构的失效;长丝针刺无纺布通过针刺工艺，能够使纤维之间紧密连接，赋予土工布较高的抗拉强度和耐磨性，这意味着该土工布在承受外力时更为坚固，不容易破损，能够长期稳定使用。
[0028]进一步地，外层聚丙烯编织袋9中掺有阻燃剂，且透水，具有耐高温阻燃性质。
[0029]在上述实施例的基础上，还包括，抗爆保护层3的底部水平向充填进路中延伸距离大于30cm，顶部水平向充填进路中延伸距离大于50cm。
[0030]通过延伸设计，可以有效防止爆炸波从抗爆保护层3的边缘绕过并直接作用到保护区域内的目标，特别是边缘区域或易受爆炸波影响的部位，延伸填充区域能够阻挡并分散绕过边缘的爆炸能量，确保全面保护。
[0031]在上述实施例的基础上，还包括，封闭板墙61的外侧设置有板墙附属支撑62，增加封闭板墙61支撑强度。
[0032]进一步地，锥形废石堆1高度小于1m，废石块度尺寸不超过20cm，形成的三角锥体最大向外延伸到充填进路侧帮，堆砌效果好，便于后续填浆。
[0033]在上述实施例的基础上，还包括，顶板5的底部开设有导槽51，导槽51呈折线设计，导槽51靠近充填进路中间的部位设置有减速部52，减速部52的间距小于导槽51间距，顶板5的外侧设置有支撑部53，支撑部53的内部开设有管孔，充填管路4穿过管孔，充填管路4采用柔性管道，封闭板墙61的顶部开设有支撑槽，支撑部53密封插接在支撑槽中，充填管路4的外侧固定安装有安装环41，安装环41的底部固定安装有吊挂件42，吊挂件42滑动连接在导槽51中，吊挂件42与安装环41之间设置有导向件43，导向件43的两侧均设置有弧形弹片44，安装环41远离支撑部53的一侧固定连接有拉绳45，顶板5的顶部开设有绳孔，拉绳45穿过绳孔，拉绳45的中间位置设置有弹性伸缩部46，弹性伸缩部46由外层的编织波纹层和内层的复位弹绳组成。
[0034]由于充填进路长度较长，因此充填管路4固定灌浆不仅不均匀，且需要的填浆时间长，且在矿山井下人工进入辅助操作难度较大，因此通过本实施例的设置，在填浆时，先拉动拉绳45，拉绳45通过安装环41带动充填管路4出口移动，且在吊挂件42与导槽51导向作用下，充填管路4出口的移动轨迹呈折线，使充填管路4出口能扫到充填进路各个角落为止，保证填充均匀，当充填管路4出口移动至充填进路末端时，反向拉动充填管路4，因此通过反复拉动拉绳45与充填管路4，浆料能分层均匀的填充在充填进路中，填充均匀。
[0035]同时由于充填进路中间堆放有锥形废石堆1，因此中间位置需要更多的浆料，且需要浆料停留时间长，才能充分填充至锥形废石堆1中，所以通过减速部52的设置，当吊挂件42移动至减速部52时，导向件43上的弧形弹片44被减速部52挤压，两者之间的摩擦力增加，此时摩擦力大于弹性伸缩部46弹力，弹性伸缩部46被拉伸，此时充填管路4出口暂停在锥形废石堆1的正上方，当弹性伸缩部46完全拉伸后，导向件43被拉出减速部52，弧形弹片44复原，在弹性伸缩部46弹力的作用下，吊挂件42在导槽51中会快速滑至靠近充填进路的路帮，充填管路4出口快速扫动，边缘所需浆料较少，扫动进浆均匀，因此能保证每层浆料都能完全填充至锥形废石堆1中。
[0036]因此采用本实施例的设置，简单的结构即可适用于贵金属矿山井下充填进路填浆，填浆效率高，填浆均匀。
[0037]贵金属矿山井下充填施工方法，包括以下步骤：
S1、在进路全部矿石回采结束，形成待充填进路空区，由铲运机将井下废石送入待充填进路空区，堆放在待充填进路中间形成锥形废石堆1，其内部形成底部泄水通道2便于尾砂充填料浆快速排水;
S2、紧贴充填进路矿帮设置柔性复合结构抗爆保护层3，展开后的抗爆保护层3的底部压在锥形废石堆1下，顶部固定在充填进路空区的顶板5上，顶板5下表面吊挂尾砂充填料浆充填管路4，在充填进路起始端架设封闭板墙61;
S3、准备工作完成后，通知充填站启动输送尾砂充填料浆，将地表制备好的尾砂充填料浆输送至井下待充空区，尾砂充填料浆不断渗入和填满废石堆空隙，并覆盖废石堆直至充满整条进路空区，经一定时间硬化后，抗爆保护层3的内层土工布8与充填体粘附形成一体;
S4、回采相邻施工进路7时，随进路的不断向前推进，受保护充填体连同抗爆保护层3不断被揭露，抗爆保护层3能够有效减缓爆破作用力和避免因暴露碳化引起的表面粉化。
[0038]在上述实施例的基础上，还包括，尾砂充填料浆按组成包含固相尾砂、固相胶凝材料和液相水，在充填制备站经搅拌混合形成的较均质浆体，固相胶凝材料由矿渣粉、脱硫石膏粉、石灰粉以及外加剂混合制成，尾砂充填料浆塌落度不低于25cm，矿渣粉比表面积不低于450 m2/kg。
[0039]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
说明书附图(7)
