权利要求

1.一种阶段上行无矿柱大直径深孔侧向崩矿嗣后充填采矿法，其特征在于，适用于接触带不明显且矿岩体稳固及以上的急倾斜中厚矿体阶段间上行式开采，包括以下步骤：

a.矿块划分：将急倾斜中厚矿体沿垂直方向划分为若干个阶段，阶段高度 50 m～60m，在阶段内沿走向连续划分若干小采场和大采场，小采场走向长度 10 m～15 m，大采场走向长度 30 m～50 m，阶段内不留顶柱、底柱和间柱;

b.采切工作：从矿体下盘阶段运输巷道向矿体上盘回风巷道掘进穿脉巷道，通过穿脉巷道在矿体下盘围岩沿走向掘进出矿运输巷道，并在采场底部掘进拉底巷道，从出矿运输巷道每隔一定距离向采场掘进出矿进路，连通拉底巷道，在上阶段底部，从阶段运输巷道掘进穿脉巷道，连通上盘回风巷道，开掘凿岩硐室，凿岩硐室宽度超出采场宽度 0.5 m，高度4 m，凿岩硐室顶板根据需要留设 3 m×3 m 临时点柱用于保障凿岩与爆破作业安全，所述凿岩硐室在上阶段回采时兼作平底出矿结构并重复利用，在采场回采端部，开掘切割天井并扩充成切割槽，拉底巷道随着采场侧向崩矿进度，提前用浅孔爆破方式形成平底出矿结构;

c.回采工作：自凿岩硐室底板向下钻凿孔径 110 mm～160 mm 的大直径深孔，炮孔一次钻完并后退式分段装药爆破，以切割槽为自由面实施侧向崩矿，崩落矿石经平底结构由遥控铲运机运出;

d.采场出矿结束后，采空区采用灰砂比 1:4 的全尾砂胶结料充填，待充填体凝固后再回采相邻大采场，大采场采空区采用灰砂比 1:20 的全尾砂胶结料充填，大采场回采过程中利用小采场充填后所形成的高强度充填体控制采场地压;

e. 各阶段按自下而上的顺序依次回采，实现阶段上行无矿柱连续回采。

2.根据权利要求 1 所述的方法，其特征在于：所述凿岩硐室中央沿走向保留的临时点柱在爆破时与矿石一并回收。

3.根据权利要求 1 或 2 所述的方法，其特征在于：所述大直径深孔为垂直下向孔，孔深贯穿阶段高度并直达拉底巷道顶板。

4.根据权利要求 1-3 任一项所述的方法，其特征在于：小采场充填体 28 d 单轴抗压强度 ≥ 2 MPa，大采场充填体 28 d 单轴抗压强度 0.5 MPa～1 MPa。

5.根据权利要求 1-4 任一项所述的方法，其特征在于：阶段运输巷道、拉底巷道、出矿进路及出矿运输巷道的断面规格分别为 3.5m×3.5m、2.5m×3.5m、3 m×3 m 及 3 m×3m。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及金属矿床地下采矿技术领域，具体为一种阶段上行无矿柱大直径深孔侧向崩矿嗣后充填采矿法，适用于接触带不明显且矿岩体稳固及以上的急倾斜中厚矿体阶段间上行式开采。

背景技术

[0002]随着浅部易采资源的日益枯竭，金属矿山的开采活动正逐步向深部进发。这一转变使得矿山面临着深部地压增大、环保要求提高的双重挑战。充填采矿法，能够利用尾砂等矿山固废控制采场地压，减少地表尾矿堆存，成为深部绿色开采采矿方法发展的主流趋势。对于急倾斜中厚及厚大矿体的开采，大直径深孔侧向崩矿嗣后充填采矿法因其生产能力大、机械化程度高、作业安全性好、综合充填成本低等优势，备受赋存有矿岩体稳固及以上急倾斜中厚矿体的矿山企业青睐。

[0003]目前，业界大直径深孔侧向崩矿嗣后充填采矿法主要有两种方案，一是以古德生、吴爱祥等开发的无间柱连续回采方案，该方案将阶段内划分矿块，矿块分为2个分区，分区间留有矿壁，底部结构采用无二次破碎水平的平底式底部结构，安装5台双台板组合式振动机协助出矿，矿块回采连续性较好;二是业内基于无间柱连续回采方案，发展演化出的留设间柱和顶柱的大直径深孔侧向崩矿嗣后充填采矿法方案，留设的间柱和顶柱与充填体共同支撑围岩。两种方案均采用阶段间自上而下的回采顺序，前者充填接顶工作要求高，凿岩硐室无法重复利用;后者留设的顶柱、间柱，不回收则造成部分矿产资源的损失，回收则因地应力导致矿岩破碎问题回收难度极大，此外凿岩硐室也无法重复利用。

发明内容

[0004]本发明的目的在于提供一种阶段上行无矿柱大直径深孔侧向崩矿嗣后充填采矿法，不同于前述两种方案阶段间下行式回采的场景，采用阶段间上行式回采顺序;在阶段内沿走向连续划分若干小采场和大采场，不留设间柱和顶柱;小采场和大采场的采场结构类似，回采工艺类同;回采过程中对小采场和大采场充填接顶工作不作要求，小采场超前一个阶段并采用1:4 全尾砂胶结料充填，待其凝固后回采大采场并采用1:20 全尾砂胶结料充填;矿段一步骤回采，无残留矿柱需要二次回收;凿岩硐室作为上阶段回采时平底出矿结构重复利用，从而实现急倾斜中厚矿体的阶段上行无矿柱连续回采。

[0005]为实现上述目的，本发明的技术方案是：提供一种阶段上行无矿柱大直径深孔侧向崩矿嗣后充填采矿法，适用于接触带不明显且矿岩体稳固及以上的急倾斜中厚矿体阶段间上行式开采，包括以下步骤：

a.矿块划分：将急倾斜中厚矿体沿垂直方向划分为若干个阶段，阶段高度 50 m～60 m，在阶段内沿走向连续划分若干小采场和大采场，小采场走向长度 10 m～15 m，大采场走向长度 30 m～50 m，阶段内不留顶柱、底柱和间柱;

b.采切工作：从矿体下盘阶段运输巷道向矿体上盘回风巷道掘进穿脉巷道，通过穿脉巷道在矿体下盘围岩沿走向掘进出矿运输巷道，并在采场底部掘进拉底巷道，从出矿运输巷道每隔一定距离向采场掘进出矿进路，连通拉底巷道，在上阶段底部，从阶段运输巷道掘进穿脉巷道，连通上盘回风巷道，开掘凿岩硐室，凿岩硐室宽度超出采场宽度 0.5 m，高度 4 m，凿岩硐室顶板根据需要留设 3 m×3 m 临时点柱用于保障凿岩与爆破作业安全，所述凿岩硐室在上阶段回采时兼作平底出矿结构并重复利用，在采场回采端部，开掘切割天井并扩充成切割槽，拉底巷道随着采场侧向崩矿进度，提前用浅孔爆破方式形成平底出矿结构;

c.回采工作：自凿岩硐室底板向下钻凿孔径 110 mm～160 mm 的大直径深孔，炮孔一次钻完并后退式分段装药爆破，以切割槽为自由面实施侧向崩矿，崩落矿石经平底结构由遥控铲运机运出;

d.采场出矿结束后，采空区采用灰砂比 1:4 的全尾砂胶结料充填，待充填体凝固后再回采相邻大采场，大采场采空区采用灰砂比 1:20 的全尾砂胶结料充填，大采场回采过程中利用小采场充填后所形成的高强度充填体控制采场地压;

e.各阶段按自下而上的顺序依次回采，实现阶段上行无矿柱连续回采。

[0006]所述凿岩硐室中央沿走向保留的临时点柱在爆破时与矿石一并回收。

[0007]所述大直径深孔为垂直下向孔，孔深贯穿阶段高度并直达拉底巷道顶板。

[0008]小采场充填体 28 d 单轴抗压强度 ≥ 2 MPa，大采场充填体 28 d 单轴抗压强度 0.5 MPa～1 MPa。

[0009]所述阶段运输巷道、拉底巷道、出矿进路及出矿运输巷道的断面规格分别为 3.5m×3.5m、2.5m×3.5m、3 m×3 m 及 3 m×3 m。

[0010]本发明的突出技术特点在于：

1.阶段间上行式回采顺序;

2.不留顶柱、底柱和间柱，实现采场间无矿柱连续回采，显著提高矿石回采率;

3.凿岩硐室可作为上阶段采场的底部出矿空间重复利用，减少了采准工程量;

4.小采场为高强度胶结充填体，在采场地压管理中起到主要控制作用;大采场为低强度胶结充填体，可有效降低充填成本;上行回采过程中对充填接顶工作无要求，最后一个阶段采场顶板采取顶板斜面等措施保障接顶。

[0011]5.采场生产能力大、劳动强度低、机械化程度高。

附图说明

[0012]图1为本发明所述的阶段上行无矿柱大直径深孔侧向崩矿嗣后充填采矿法Ⅰ-Ⅰ剖视图。

[0013]图2为本发明所述的阶段上行无矿柱大直径深孔侧向崩矿嗣后充填采矿法Ⅱ-Ⅱ剖视图。

[0014]图3为本发明所述的阶段上行无矿柱大直径深孔侧向崩矿嗣后充填采矿法Ⅲ-Ⅲ剖视图。

[0015]图4为本发明所述的阶段上行无矿柱大直径深孔侧向崩矿嗣后充填采矿法Ⅳ-Ⅳ剖视图。

[0016]图中标记为：阶段运输巷道1、上盘回风巷道2、穿脉巷道3、凿岩硐室4、拉底巷道5、出矿运输巷道6、出矿进路7、临时点柱8、充填挡墙9、大直径深孔10、全尾砂胶结充填体11、围岩12、小采场13、大采场14。

具体实施方式

[0017]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0018]如图1至图4所示，本发明所述的阶段上行无矿柱大直径深孔侧向崩矿嗣后充填采矿法的一个实例，包括如下步骤：

S1、矿块划分：将矿体沿垂直方向划分为若干个生产阶段，阶段高度为60m，在阶段内部，沿矿体走向将矿体划分为若干个连续布置的大采场14和小采场13;小采场13沿走向长度为15m，大采场14沿走向长度为50m;

S2、采切工作：在矿体下盘稳固的围岩中，从阶段运输巷道1经穿脉巷道3穿过矿体，在下盘脉外沿走向掘进出矿运输巷道6，断面规格为3.5m×3.5m，作为矿石运输的通道。在采场底部，沿走向掘进拉底巷道5，规格为2.5m×3.5m。从出矿运输巷道6向矿体方向，每隔10m掘进出矿进路7，规格为3m×3m，出矿进路7与拉底巷道5联通。在上阶段底部，从阶段运输巷道1掘进穿脉巷道3，连通上盘回风巷道2，开掘凿岩硐室4。凿岩硐室4的高度为4m，其宽度为覆盖整个矿体厚度并向上下盘两帮各拓宽0.5m，总宽度13m。为保证大跨度凿岩硐室4的顶板稳定，在凿岩硐室4中央沿走向保留若干不规则的临时点柱8。临时点柱8的尺寸约为3m×3m，仅作为凿岩期间的临时支撑，在爆破时一并回收。在采场回采首端采用AT2000天井钻机钻孔爆破形成切割天井并扩大形成切割槽。拉底巷道5随着回采时采场侧向崩矿进度，提前用浅孔爆破方式形成平底出矿结构;

S3、回采工艺布置：凿岩硐室4内，利用KQG-150高压潜孔钻机钻凿下向垂直的大直径深孔10(孔径Φ110mm);炮孔贯穿整个阶段高度，直达底部的拉底巷道5顶板;利用采场端部的切割槽作为自由面，进行侧向崩矿;崩落矿石落入底部的平底出矿结构，由遥控铲运机经出矿进路7转运至出矿运输巷道6，卸入溜矿井，下放到有轨阶段运输巷道运出;出矿完毕后，在出矿进路7及穿脉巷道3构筑充填挡墙9;通过上部充填管路向空区泵送全尾砂胶结充填料。小采场先行回采并用高标号的1:4全尾砂胶结料充填，待充填体凝固后对大采场进行回采并用低标号的1:20全尾砂胶结料充填。

[0019]以上具体实施例仅用于说明本发明，而不是对本发明的限定，在不脱离本发明精神和实质的前提下，对于本发明的结构形式、参数取值及工艺步骤所作出的各种等同替换或变形，均应落入本发明权利要求书限定的保护范围之内。

说明书附图(4)