[发明专利]中厚矿体连续下向中深孔分段空场嗣后充填采矿方法

说明书

本发明公开了一种中厚矿体连续下向中深孔分段空场嗣后充填采矿方法，沿矿体走向将待采矿体划分为矿房和矿柱，矿房与矿柱交替布置、不留间柱；沿竖向将待采矿体划分为分段，分段高度为中深孔采场高度；矿房和矿柱在充填体保护下采用下向中深孔分段空场嗣后充填采矿法进行回采，先采矿房后采矿柱。矿房采场与矿柱采场均垂直矿体走向布置。矿房采场回采时在矿柱采场内布置底部结构，用于本分段矿房采场出矿及下分段矿房采场充填。矿柱采场在自身底部结构充填基础上进行回采。矿房采场超前矿柱采场两个分段进行同步回采，从而实现中厚矿体连续下向高效回采。适用于地下矿山中厚矿体，能够实现此类矿体连续下向安全高效开采。

技术领域

本发明涉及采矿技术领域，特别涉及一种中厚矿体连续下向安全高效开采方法。

背景技术

地下金属/非金属矿山的待采矿体在长期复杂地质构造运动作用下，矿体内节理裂隙较发育，稳定性较差；在高地应力作用下，矿体容易塌方失稳。经过实践证明，高地应力区域矿体采用常规上向开采方式明显已经不能满足矿体安全高效开采要求，因此近年来，针对深井区域矿体安全高效开采，大部分学者、机构均提出下向开采理念。

下向开采虽然从理论上能够解决上向开采中采场顶板为原岩，在长时间爆破冲击、高应力作用下，空区长时间暴露易出现顶板塌方，影响后续采场开采等实际问题，但下向开采实际应用中仍然存在需解决两项重要难题。一是，下向采场是在充填体下进行回采，但下向采场采用中深孔进行回采爆破时，由于采空区不具备人工作业条件，采场爆破矿石均需通过遥控铲运机进行出矿，一旦采场爆破中出现大块过大、矿堆积压等情况，采场爆破矿石清理将成为一项重要难题，一旦采场爆破矿石不能完全清理，即使采场进行充填，但下部采场揭露顶板将不是完整充填体条件，而是在充填体覆盖包裹下的散体矿石，一旦下部采场回采过程中散体矿石失稳冒落，上部充填体势必会出现垮塌，对下部采场回采造成较大安全风险；二是，下向采场要在充填体保护下进行回采，前提必须保证上部充填体自身稳定，而上部充填体稳定除充填体自身强度要满足下部采场开采要求外，充填接顶效果也会对充填体整体稳定性造成较大影响。一旦采场回采结束后充填体不接顶，将影响采场自身充填体稳定性，此外还会对相邻采场开采造成安全隐患，一旦多个采场充填未接顶空间“联通”，将造成较大面积空顶失稳，易引发较大安全事故。对于中深孔采场接顶充填，常规方法是借助于上部联络道对采场进行充填，但由于上部联络道位于采场端部，当采场大面积空顶时，经依靠端部联络道无法确保大面积空顶区域完全接顶。此外，常规方法中上部联络道顶部基本与采空区顶板相平齐，充填放料口高度不足，也不能完全确保采场完全接顶。

综上，爆破矿石完全清理、采场空间完全接顶充填是制约下向采场由理论向实践应用的两项关键难题，需要予以解决，以实现在充填体保护下安全高效开采。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种中厚矿体连续下向中深孔分段空场嗣后充填采矿方法，以缓解中深孔下向开采中因采场空区矿石难以清净以及采场空区难以完全接顶给后续开采安全性造成的突出影响，从而实现采场在充填体保护下的安全高效开采。

本发明的技术方案如下：

中厚矿体连续下向中深孔分段空场嗣后充填采矿方法，其特征在于包括以下步骤：

沿矿体走向将待采矿体划分为矿房与矿柱，矿房与矿柱交替布置并且不留间柱；

沿竖向将待采矿体划分为分段，分段高度为中深孔采场高度；

矿房与矿柱在充填体保护下采用下向中深孔分段空场嗣后充填采矿法进行回采，先采矿房后采矿柱；

各分段矿房采场与矿柱采场均垂直矿体走向布置；

矿房采场回采时在矿柱采场内布置底部结构，用于本分段矿房采场出矿及下分段矿房采场充填；

矿柱采场在自身底部结构充填基础上进行回采；

矿房采场超前矿柱采场两个分段进行同步回采，从而实现中厚矿体连续下向高效回采。