权利要求
1.一种多分段空场嗣后充填采矿法，其特征在于，包括：
将矿体沿高度方向分为多个分段，所述分段包括第一类分段以及第二类分段，所述第一类分段与所述第二类分段沿第一方向交替排布，所述第一方向为所述矿体的高度延伸方向;
布置采准工程;
在所述第一类分段内沿所述矿体的走向交替设置多个第一采场以及多个第二采场;
在所述第二类分段内沿所述矿体的走向交替设置多个第三采场以及多个第四采场，其中，所述第三采场与所述第一采场在第一方向上的相对应，所述第四采场与所述第二采场在第一方向上相对应;
对同类分段内的采场矿体进行同步回采;其中，同步回采的采场在第一方向的投影相分离。
2.根据权利要求1所述的多分段空场嗣后充填采矿法，其特征在于，所述对同类分段内的采场矿体进行同步回采包括：
以至少两个所述第一类分段为一个回采组，其中标高较高的为顶部分段，标高较低的为底部分段;
对顶部分段的第一采场进行回采充填，同步对底部分段的第二采场进行回采充填;
对所述顶部分段的第二采场进行回采充填，同步对底部分段的第一采场进行回采充填;
对第二类分段内的采场进行回采充填。
3.根据权利要求1所述的多分段空场嗣后充填采矿法，其特征在于，所述对同类分段内的采场矿体进行同步回采包括：
以两个所述第一类分段为一个回采组，其中标高较高的为顶部分段，标高较低的为底部分段;
以两个所述第二类分段为一个回采组，其中标高较高的为顶部第二分段，标高较低的为底部第二分段;
对顶部分段的第一采场进行回采充填，同步对底部分段的第二采场进行回采充填;
对顶部第二分段的第四采场进行回采充填，同步对底部第二分段的第三采场进行回采充填;
对所述顶部分段的第二采场进行回采充填，同步对底部分段的第一采场进行回采充填;
对顶部第二分段的第三采场进行回采充填，同步对底部第二分段的第四采场进行回采充填。
4.根据权利要求1至3任一所述的多分段空场嗣后充填采矿法，其特征在于，对同类分段内的采场矿体进行同步回采中，所述分段包括第一端以及第二端，两同类分段进行回采时，其中之一从靠近第一端的采场向第二端回采，另一分段从靠近第二端的采场向第一端回采。
5.根据权利要求1至3任一所述的多分段空场嗣后充填采矿法，其特征在于，对同类分段内的采场矿体进行同步回采中，两同类分段进行回采时，其中之一从由两侧向中心回采，另一分段从中心向两侧回采。
6.根据权利要求1所述的多分段空场嗣后充填采矿法，其特征在于，对同类分段内的采场矿体进行同步回采中，采场的回采步骤包括：
沿矿体走向施工凿岩巷;
从凿岩巷内向垂直于矿体走向方向施工切割巷道，其中，所述切割巷道沿矿体走向按预设间隔施工有多个。
7.根据权利要求6所述的多分段空场嗣后充填采矿法，其特征在于，在从凿岩巷内向垂直于矿体走向方向施工切割巷道之后，采场的回采步骤还包括：
沿切割巷道向上下盘岩体超挖形成超挖空间。
8.根据权利要求7所述的多分段空场嗣后充填采矿法，其特征在于，采场的回采步骤还包括：
从切割巷道一端的超挖空间内向另一端的超挖空间布置预埋钢筋;
在所述钢筋上方覆盖碎石层;
对碎石层进行胶结充填。
9.根据权利要求6所述的多分段空场嗣后充填采矿法，其特征在于，采场回采采用分区域凿岩工艺：凿岩巷主体区域采用采矿台车施工上向扇形中深孔，采矿台车无法覆盖的凿岩巷两侧低位区域，采用掘进台车施工水平炮孔。
10.根据权利要求8所述的多分段空场嗣后充填采矿法，其特征在于，所述胶结充填采用分层差异化强度充填工艺，采场底部和顶部的预设高度范围采用预设高强度充填体充填，中间部分采用预设低强度充填体充填，所述充填体强度均为28d龄期的抗压强度。
说明书
技术领域
[0001]本申请属于矿山工程技术领域，尤其涉及一种多分段空场嗣后充填采矿法。
背景技术
[0002]现有多分段空场嗣后充填采矿法中，通常采用上下分段采场上下对齐的布置方式，同一分段内采用间隔回采的顺序，待上分段采场回采充填完成后，再进行下分段对应采场的回采作业。然而，下分段对应采场必须严格等待上分段采场的充填体达到设计强度后才能开始回采，这使得上下分段的回采作业完全串行进行，无法实现并行作业，延长了矿块的整体回采周期，限制了矿山的生产能力。
发明内容
[0003]鉴于背景技术中存在的技术问题，本申请提供了一种多分段空场嗣后充填采矿法，包括：
将矿体沿高度方向分为多个分段，所述分段包括第一类分段以及第二类分段，所述第一类分段与所述第二类分段沿第一方向交替排布，所述第一方向为所述矿体的高度延伸方向;
布置采准工程;
在所述第一类分段内沿所述矿体的走向交替设置多个第一采场以及多个第二采场;
在所述第二类分段内沿所述矿体的走向交替设置多个第三采场以及多个第四采场，其中，所述第三采场与所述第一采场在第一方向上的相对应，所述第四采场与所述第二采场在第一方向上相对应;
对同类分段内的采场矿体进行同步回采;其中，同步回采的采场在第一方向的投影相分离。
[0004]在一些实施方式中，所述对同类分段内的采场矿体进行同步回采包括：
以至少两个所述第一类分段为一个回采组，其中标高较高的为顶部分段，标高较低的为底部分段;
对顶部分段的第一采场进行回采充填，同步对底部分段的第二采场进行回采充填;
对所述顶部分段的第二采场进行回采充填，同步对底部分段的第一采场进行回采充填;
对第二类分段内的采场进行回采充填。
[0005]在一些实施方式中，所述对同类分段内的采场矿体进行同步回采包括：
以两个所述第一类分段为一个回采组，其中标高较高的为顶部分段，标高较低的为底部分段;
以两个所述第二类分段为一个回采组，其中标高较高的为顶部第二分段，标高较低的为底部第二分段;
对顶部分段的第一采场进行回采充填，同步对底部分段的第二采场进行回采充填;
对顶部第二分段的第四采场进行回采充填，同步对底部第二分段的第三采场进行回采充填;
对所述顶部分段的第二采场进行回采充填，同步对底部分段的第一采场进行回采充填;
对顶部第二分段的第三采场进行回采充填，同步对底部第二分段的第四采场进行回采充填。
[0006]在一些实施方式中，对同类分段内的采场矿体进行同步回采中，所述分段包括第一端以及第二端，两同类分段进行回采时，其中之一从靠近第一端的采场向第二端回采，另一分段从靠近第二端的采场向第一端回采。
[0007]在一些实施方式中，对同类分段内的采场矿体进行同步回采中，两同类分段进行回采时，其中之一从由两侧向中心回采，另一分段从中心向两侧回采。
[0008]在一些实施方式中，对同类分段内的采场矿体进行同步回采中，采场的回采步骤包括：
沿矿体走向施工凿岩巷;
从凿岩巷内向垂直于矿体走向方向施工切割巷道，其中，所述切割巷道沿矿体走向按预设间隔施工有多个。
[0009]在一些实施方式中，在从凿岩巷内向垂直于矿体走向方向施工切割巷道之后，采场的回采步骤还包括：
沿切割巷道向上下盘岩体超挖形成超挖空间。
[0010]在一些实施方式中，采场的回采步骤还包括：
从切割巷道一端的超挖空间内向另一端的超挖空间布置预埋钢筋;
在所述钢筋上方覆盖碎石层;
对碎石层进行胶结充填。
[0011]在一些实施方式中，采场回采采用分区域凿岩工艺：凿岩巷主体区域采用采矿台车施工上向扇形中深孔，采矿台车无法覆盖的凿岩巷两侧低位区域，采用掘进台车施工水平炮孔。
[0012]在一些实施方式中，所述胶结充填采用分层差异化强度充填工艺，采场底部和顶部的预设高度范围采用预设高强度充填体充填，中间部分采用预设低强度充填体充填，所述充填体强度均为28d龄期的抗压强度。
[0013]本申请通过上下相邻分段采场的错开布置，使下分段采场的顶板始终为完整原岩或者已经凝固达标的充填体，为同类分段同时回采、采空区充填、充填体养护提供了作业条件及作业时间，在保障回采安全的前提下，缩短了中段矿块的整体回采周期，提升了矿山的生产能力。
附图说明
[0014]图1是申请实施方式所提供的一种多分段空场嗣后充填采矿法的分段及采场区分的示例性示意图;
图2是本申请实施方式所提供的一种多分段空场嗣后充填采矿法的纵剖面示意图;
图3是图2中Ⅱ-Ⅱ的剖面图。
[0015]图4是图2中Ⅲ-Ⅲ剖面图。
[0016]图5是图2中Ⅳ-Ⅳ剖面图。
[0017]图6是本申请实施方式所提供的一种多分段空场嗣后充填采矿法的水平剖面示意图。
[0018]1、矿体;2、充填挡墙;3、回采空区;4、崩落矿石;5、充填体;6、中深孔炮孔;7、凿岩巷;8、切割巷道;9、底板钢筋;10、浅孔炮孔;11、上中段出矿运输巷;12、上中段主运巷;13、待采上一分段平巷;14、分段平巷;15、溜矿井;16、中段主运输巷;17、运输横巷;18、中段采场运输巷;19、切割巷联络道;20、固定锚杆;21、拉槽联络道;22、凹槽结构。
具体实施方式
[0019]下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0020]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0021]在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0022]在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0023]在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0024]在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
[0025]在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。
[0026]在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;也可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
[0027]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请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仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0028]现有多分段空场嗣后充填采矿法中，通常采用上下分段采场上下对齐的布置方式，同一分段内采用间隔回采的顺序，待上分段采场回采充填完成后，再进行下分段对应采场的回采作业。这种布置方式长期以来被本领域技术人员公认为是最优的技术方案，然而，下分段对应采场必须严格等待上分段采场的充填体达到设计强度后才能开始回采，这使得上下分段的回采作业完全串行进行，无法实现并行作业，延长了矿块的整体回采周期，限制了矿山的生产能力。
[0029]为此，本申请提供了一种多分段空场嗣后充填采矿法，参照图1，包括：
S101、将矿体沿高度方向分为多个分段，所述分段包括第一类分段以及第二类分段，所述第一类分段与所述第二类分段沿第一方向交替排布，所述第一方向为所述矿体的高度延伸方向;
S102、布置采准工程;
可以理解的是，采准工程是为回采作业提供人员、设备通行通道，通风、出矿、充填管路布设空间的基础巷道工程，采准工程包括阶段运输巷道、分段平巷、采区斜坡道、矿石溜井、充填回风井、切割巷道等，采准工程的断面规格根据作业设备的外形尺寸、通风量要求、地压管控要求综合确定，示例性的，阶段运输巷道可采用宽4.0m、高3.5m的直墙拱形断面，分段平巷可采用宽3.5m、高3.2m的直墙拱形断面，满足无轨设备的通行与作业需求。
[0030]S103、在所述第一类分段内沿所述矿体的走向交替设置多个第一采场以及多个第二采场;
S104、在所述第二类分段内沿所述矿体的走向交替设置多个第三采场以及多个第四采场，其中，所述第三采场与所述第一采场在第一方向上的相对应，所述第四采场与所述第二采场在第一方向上相对应;
S105、对同类分段内的采场矿体进行同步回采;其中，同步回采的采场在第一方向的投影相分离。
[0031]可以理解的是，本申请实施例中，第一方向是指矿体的高度延伸方向，即垂直于水平面的竖直方向。将矿体沿高度方向划分为多个分段，是多分段空场嗣后充填采矿法的常规技术手段，分段的高度根据矿体的赋存倾角、顶板岩体的物理力学参数、凿岩设备的最大凿岩深度、出矿设备的作业高度等因素综合确定，示例性的，分段高度可设置为10m~15m。
[0032]参照图1中的(a)，示例性的，第一类分段与第二类分段沿第一方向交替排布，是指从矿体的底部向上，依次为第一类分段、第二类分段、第一类分段、第二类分段…… 以此类推，直至矿体的顶部。这种交替排布的方式，使得任意上下相邻的两个分段都属于不同的类型，为后续采场的上下错开布置提供了结构基础。
[0033]参照图1中的(b)，示例性的，在第一类分段内沿矿体的走向交替设置多个第一采场以及多个第二采场，是指第一采场和第二采场沿矿体的走向依次间隔排列，即按照第一采场、第二采场、第一采场、第二采场的顺序连续排布，以覆盖第一类分段的矿体范围。同理，在第二类分段内沿矿体的走向交替设置多个第三采场以及多个第四采场，是指第三采场和第四采场沿矿体的走向依次间隔排列，覆盖整个第二类分段的矿体范围。
[0034]第三采场与第一采场在第一方向上相对应，第四采场与第二采场在第一方向上相对应，是指第三采场在第一方向上的正投影与第一采场的正投影重合，第四采场在第一方向上的正投影与第二采场的正投影重合。也就是说，任意一个第一采场的正下方必然是一个第三采场，任意一个第二采场的正下方必然是一个第四采场。由此可知，上下相邻的第一类分段和第二类分段的采场在第一方向上的正投影是相互错开的，即第一类分段的第一采场对应第二类分段的第三采场，第一类分段的第二采场对应第二类分段的第四采场，因此上下相邻分段的采场在第一方向上的正投影相互不重合，也即是相互分离。
[0035]对同类分段内的采场矿体进行同步回采，是指同步回采仅在同类分段内发生，即一个同步回采工序中，要么仅对所有第一类分段同时开展回采作业，要么仅对所有第二类分段同时开展回采作业，第一类分段与第二类分段的回采作业在时间上错开，不会出现不同类分段同时回采的情况，避免了上下相邻分段同时回采导致的地应力叠加问题，保障了采场围岩的稳定性。
[0036]其次，在对某一类分段进行同步回采时，在单个该类分段内，只回采同种类型的采场，即在单个分段内进行隔一采一式回采。
[0037]同步回采的采场在第一方向的投影相分离，指在同步回采工序中的采场，其在第一方向上的正投影两两之间完全分离，从而避免了回采过程中采场投影重叠导致的应力集中问题。
[0038]通过上下相邻分段采场的错开布置，使下分段采场的顶板始终为完整原岩或者已经凝固的充填体，为采空区充填、充填体养护提供了充足的时间，在保障回采安全的前提下，缩短了矿块的整体回采周期，提升了矿山的生产能力。
[0039]在一些实施方式中，所述对同类分段内的采场矿体进行同步回采包括：
S201、以至少两个所述第一类分段为一个回采组，其中标高较高的为顶部分段，标高较低的为底部分段;
可以理解的是，回采组的划分，是基于矿体的整体高度、第一类分段的数量、矿山的设备产能与地应力管控要求综合确定的，因此，回采组内可以包括两个、三个或更多数量的第一类分段。示例性的，两个第一类分段为一个回采组，是指在所有第一类分段中，将沿高度方向相邻的、中间仅间隔一个第二类分段的两个第一类分段划分为一个回采组，例如，矿体沿高度方向依次为第一类分段A、第二类分段B、第一类分段C、第二类分段D、第一类分段E、第二类分段F，则将第一类分段A与第一类分段C划分为一个回采组，第一类分段E可作为独立回采组或与其他适配分段划组;在每个回采组内，标高较高的第一类分段为顶部分段，标高较低的第一类分段为底部分段，例如，第一类分段A为顶部分段，第一类分段C为底部分段。
[0040]S202、对顶部分段的第一采场进行回采充填，同步对底部分段的第二采场进行回采充填;
可以理解的是，本步骤是回采组内的错型同步回采，即顶部分段回采第一采场的同时，底部分段同步回采第二采场。由于顶部分段的第一采场与底部分段的第二采场在高度方向上的正投影完全分离，二者同步回采不会产生地应力叠加，也不会出现上下采场作业相互干扰的情况。
[0041]本步骤的同步回采，是指顶部分段的第一采场与底部分段的第二采场同时开展凿岩、爆破、出矿以及嗣后充填作业，从而在保障生产安全的前提下，利用多分段并行回采的效率优势提升矿山生产效率。
[0042]同时，由于顶部分段的第一采场与底部分段的第二采场之间间隔有一个完整的第二类分段，二者之间的垂直距离足够大，爆破作业产生的震动对于另一采场的顶板稳定性造成的影响较小，进一步保障了同步回采的作业安全。
[0043]S203、对所述顶部分段的第二采场进行回采充填，同步对底部分段的第一采场进行回采充填;
可以理解的是，本步骤是回采组内回采作业的第二阶段，待S202步骤中的采场充填体养护达到设计强度后，启动本步骤的同步回采作业。本步骤中，顶部分段回采第二采场的同时，底部分段同步回采第一采场，同理，顶部分段的第二采场与底部分段的第一采场在高度方向上的正投影也是完全分离的，二者同步回采不会产生地应力叠加，也不会相互干扰作业安全。
[0044]本步骤的同步回采作业流程与S202一致，即两个采场同时开展凿岩、爆破、出矿作业，待回采与出矿全部完成后，同步进行采空区充填作业。通过两个阶段的错型同步回采，完成整个回采组内两个第一类分段的全部回采作业，整个回采过程中，保持并行作业的效率优势。
[0045]需要注意的是，本步骤的回采作业是在S202步骤中的采场充填体达到设计强度后启动的，而因为本步骤启动时，S202步骤中第一个进行回采的采场已经经过相当于多个采场回采周期时间的养护，已经具备足够强度以支持下一周期的回采。
[0046]可以理解的是，设回采、充填作业周期为T，充填体养护时间为t，回采、充填工作完成数量为n，则当nt大于T时，则表明该部分充填体不仅具备足够强度能够支持顶板或底板，也可以对侧边采场进行支撑。
[0047]因此，在一些实施方式中，设回采、充填作业周期为T，充填体养护时间为t，回采、充填工作完成数量为n，将S202中第一个进行回采作业的第一采场设为首采场，将S202中第二个启动回采作业的第一采场设为次采场，(n-1)T>t时，启动步骤S203。
[0048]可以理解的是，本条件用于判断回采转序的安全时机。
[0049]T为单个采场完成回采、出矿、充填的一个完整作业周期;
t为充填体达到设计强度所需的最少养护时间;
n为已完成回采充填的采场总数。
[0050]采用n−1的原因在于：nT>t指首采场内的充填体达到设计强度，但其相邻的次采场内的充填体仅经过了(n-1)T的养护期，而采场需要两侧充填体都达到稳定才能够进行回采，因此，(n-1)T>t可以用于确定S203启动时，其两侧采场(首采场以及次采场)内的充填体都已经达到设计强度，能够为后续回采提供可靠支撑，保证采场安全稳定，从而避免无效等待，可缩短整体回采周期。
[0051]S204、对第二类分段内的采场进行回采充填。
[0052]可以理解的是，本步骤是在所有回采组的第一类分段回采充填全部完成、且充填体达到设计强度后，开展第二类分段的回采作业，同时，第二类分段的回采作业，可以类比第一类分段的回采作业，将两个第二类分段划分为一个回采组，采用错型同步回采的方式开展作业。
[0053]具体的，矿体沿高度方向从下到上依次为第1分段(0-10m，第一类分段)、第2分段(10-20m，第二类分段)、第3分段(20-30m，第一类分段)、第4分段(30-40m，第二类分段)、第5分段(40-50m，第一类分段)、第6分段(50-60m，第二类分段)。将两个第一类分段划分为一个回采组，共划分两个回采组：第一回采组，顶部分段为标高较高的第5分段，底部分段为标高较低的第3分段。
[0054]对第一回采组内顶部分段(第5分段)的所有第一采场进行回采作业，同步对底部分段(第3分段)的所有第二采场进行回采作业;待两个分段的采场回采完毕、矿石全部运出后，同步对两个分段的采空区进行一次性嗣后胶结充填。
[0055]对第一回采组内顶部分段(第5分段)的所有第二采场进行回采作业，同步对底部分段(第3分段)的所有第一采场进行回采作业;待两个分段的采场回采完毕、矿石全部运出后，同步对两个分段的采空区进行一次性嗣后胶结充填，完成第一回采组的全部回采作业。
[0056]待所有第一类分段的采场充填体养护28天达到设计强度后，开展第二类分段的回采作业，第二类分段的回采时序与工艺设计参照第一类分段。
[0057]在一些实施方式中，所述对同类分段内的采场矿体进行同步回采包括：
S301、以两个所述第一类分段为一个回采组，其中标高较高的为顶部分段，标高较低的为底部分段;
S302、以两个所述第二类分段为一个回采组，其中标高较高的为顶部第二分段，标高较低的为底部第二分段;
S303、对顶部分段的第一采场进行回采充填，同步对底部分段的第二采场进行回采充填;
S304、对顶部第二分段的第四采场进行回采充填，同步对底部第二分段的第三采场进行回采充填;
S305、对所述顶部分段的第二采场进行回采充填，同步对底部分段的第一采场进行回采充填;
S306、对顶部第二分段的第三采场进行回采充填，同步对底部第二分段的第四采场进行回采充填。
[0058]可以理解的是，在本方案中，通过在第一类分段与第二类分段间交替回采，而不是先将第一类分段完全采空之后再采第二类分段，一方面避免了将回采扰动集中在同一类分段内，从而实现矿体盈利的均衡释放，避免了单一区域内的应力集中;另一方面，当采场尺寸较小，回采工作工期较短时，可以通过在第一类分段与第二类分段间交替回采的方式为充填体提供更充足的养护时间，从而进一步提升了本方案对于不同矿体赋存条件下的适应性。
[0059]示例性的，对单采场回采充填周期 15d、设计要求充填体养护时间不少于 28d 的小尺寸采场工况，其中，第一类分段内仅包括两个第一采场以及一个第二采场，此时若沿用上一实施方式中的回采时序，当第二采场回采时，其两侧的第一采场仅养护15d(天)，无法达到强度要求。
[0060]采用本方案交替同步回采，第一阶段同步完成第一类、第二类分段首批次采场的回采充填后，第二阶段作业启动时，首批次充填体已经养护30天，满足强度要求。
[0061]在一些实施方式中，对同类分段内的采场矿体进行同步回采中，所述分段包括第一端以及第二端，两同类分段进行回采时，其中之一从靠近第一端的采场向第二端回采，另一分段从靠近第二端的采场向第一端回采。
[0062]可以理解的是，本方案要求两同类分段内的采场回采时按对向回采方式进行回采，示例性的，第一类分段A中包括第一采场A1、A3、A5以及第二采场A2、A4;第一类分段B中包括第一采场B1、B3、B5以及第二采场B2、B4，则对向回采方式指，以S202步骤为例，第一类分段A中的第一采场回采方向为由A1指向A5，第一类分段B中的第二采场回采方向为由B4指向B2。该推进方式使回采过程中，在推进至中心区域之前，充填体和回采爆破工作面之间可以保持相对较远的距离，从而降低爆破作业对充填体的震动扰动，因为在本申请的主要目标是通过同步施工缩短工期，所以未凝结的充填体一方面要承受隔一采一时来自相邻同类采场的水平扰动，另一方面也会受到同类分段的上下扰动，通过对向回采的方式，可以增加垂直方向爆破施工面与未凝结浆体之间的距离，从而降低浆体(凝结后会形成充填体)所受的垂直扰动。
[0063]在一些实施方式中，对同类分段内的采场矿体进行同步回采中，两同类分段进行回采时，其中之一从由两侧向中心回采，另一分段从中心向两侧回采。
[0064]可以理解的是，本方案指同一个回采组的两个同类分段，即两个第一类分段或者两个第二类分段，其中之一采用两头对向往中间采的双侧同步推进方式，另一个采用中间往两头扩的中心发散式同步推进，且两个分段保持同步回采。
[0065]一方面，本方案延续了上一方案的降低垂直方向扰动的优势，在此基础上，本方案还通过对向回采或背向回采的方式，增加了同分段内爆破工作面与相邻已充填采场的水平距离，从而从水平、垂直两个维度降低了爆破震动对刚充填、尚未凝结浆体的扰动。
[0066]另一方面，在矿体完整性良好的前提下，通过多工作面双向施工可以进一步缩短工期，提升单分段回采效率，进一步压缩矿块整体回采周期。
[0067]示例性的，同一回采组内的两个第一类分段，分别为第一类分段A、第一类分段B;第一类分段A中沿矿体走向从第一端到第二端，依次布置第一采场A1、A3、A5以及第二采场A2、A4;第一类分段B中沿走向对应布置第一采场B1、B3、B5以及第二采场B2、B4。以S202步骤为例，本方案的错向回采方式为：第一类分段A中的第一采场，从两侧的A1、A5同时启动回采，向中心的A3推进;第一类分段B中的第二采场，从中心的B2、B4同时启动回采，向两侧的B1、B5推进。
[0068]在一些实施方式中，对同类分段内的采场矿体进行同步回采中，采场的回采步骤包括：
S601、沿矿体走向施工凿岩巷;
S602、从凿岩巷内向垂直于矿体走向方向施工切割巷道，其中，所述切割巷道沿矿体走向按预设间隔施工有多个。
[0069]可以理解的是，凿岩巷为采场回采提供凿岩、出矿的作业空间，垂直于矿体走向施工的切割巷道可贯通矿体上下盘，施工完成后即可形成一个独立的、垂直于炮孔方向的爆破自由面。沿矿体走向按预设间隔设置多个切割巷道，相当于将原本长距离的连续采场，沿走向划分为多个短距离的独立爆破单元，缩短了单段爆破的炮孔深度与爆破抵抗线，从而降低了爆破过程中的岩体夹制作用;同时，多个自由面可为爆破矿石提供充足的膨胀补偿空间，使炸药爆炸能量能均匀、充分地作用于矿岩，从而降低采场内矿石的大块率。
[0070]在一些实施方式中，在从凿岩巷内向垂直于矿体走向方向施工切割巷道之后，采场的回采步骤还包括：
S701、沿切割巷道向上下盘岩体超挖形成超挖空间。
[0071]可以理解的是，超挖空间与切割巷道共同形成了贯穿矿体上下盘的凹槽结构，从而使该超挖空间的侧壁为力学条件相似、连续的围岩，而不是矿岩与围岩的交界面，从而在后续工程中提供稳定的锚固基础;此外，超挖空间也能够形成额外的补偿空间与自由面，增强爆破效果并减少岩石夹制作用。
[0072]在一些实施方式中，采场的回采步骤还包括：
S801、从切割巷道一端的超挖空间内向另一端的超挖空间布置预埋钢筋;
可以理解的是，本步骤利用上一实施方式中形成的超挖空间，将预埋钢筋沿切割巷道全长贯通布置，与超挖空间内稳固岩体上的固定锚杆焊接固定，使钢筋连接于上下盘稳固岩体之上，提升后续成型假顶的抗滑移、抗垮落承载能力。
[0073]S802、在所述钢筋上方覆盖碎石层;
可以理解的是，碎石层均匀覆盖在钢筋上方，一是形成钢筋的上部限位，二是托举钢筋保证其在充填体中的合理居中位置，避免钢筋下沉贴底;三是利用碎石充填占位减少浆料的用量，从而降低生产成本。
[0074]S803、对碎石层进行胶结充填。
[0075]可以理解的是，本步骤是人工假顶的成型工序，对覆盖碎石层的区域进行高强度胶结充填，使充填体、碎石层、预埋钢筋与上下盘岩体固化为一个整体，形成稳定的人工假顶结构。
[0076]在一些实施方式中，采场回采采用分区域凿岩工艺：凿岩巷主体区域采用采矿台车施工上向扇形中深孔，采矿台车无法覆盖的凿岩巷两侧低位区域，采用掘进台车施工水平炮孔。
[0077]具体的，采场凿岩作业分两个区域开展，凿岩巷主体区域采用Simba1354采矿台车施工上向扇形中深孔，炮孔孔径Φ76mm，孔深3.0~12.0m，以钻凿至矿体上下盘边界为准，炮孔排距1.5m，孔底距1.8～2.2m;采矿台车无法覆盖的凿岩巷两侧2.0m以下低位区域，采用CYTJ45掘进台车施工水平炮孔，炮孔孔径Φ45mm，孔深3.0~4.0m，炮孔间排距1.0~1.2m。
[0078]凿岩完成后，采场采用BQF-100装药器集中装药爆破，向孔内连续装填膨化硝铵炸药，数码电子雷管孔底反向起爆，孔口采用2~5m长度堵塞，崩矿步距3~8排，排间微差爆破，一次崩矿量1500~4000t。
[0079]在一些实施方式中，所述胶结充填采用分层差异化强度充填工艺，采场底部和顶部的预设高度范围采用预设高强度充填体充填，中间部分采用预设低强度充填体充填，所述充填体强度均为28d龄期的抗压强度。
[0080]具体的，采场胶结充填采用全尾砂膏体分层充填，所有充填体强度指标均为28d龄期单轴抗压强度;其中，采场底部6m高度范围、采场顶部2m高度范围，采用高强度充填体充填，充填体28d抗压强度为4.0~4.5MPa;采场底部与顶部高强度充填区域之间的中间部分，采用低强度充填体充填，充填体28d抗压强度为1.0~1.5MPa。
[0081]充填作业前，先在采场端部出口处砌筑砖砌或钢结构充填挡墙，充填软管由相邻上一分段的拉槽联络道或切割巷联络道接入采场，按分层强度要求自下而上依次完成充填作业，充填完成后进入养护阶段，待充填体达到设计强度后开展后续回采作业。
[0082]为方便理解，本申请提供一种示例性工况下的实施方式，矿体赋存于二长花岗及其接触带内，矿石主要为萤石方解石型，少数石英萤石方解石型，CaF2平均品位35.70%，设计单中段生产能力120万t/a，属于大型萤石矿。矿体走向连续性好，矿体倾角60~85°，平均倾角70°，平均厚度8.5m。矿体岩体质量为Ⅲ级，属中等稳固，上下盘岩体质量为Ⅱ~Ⅲ级，属中等稳固~稳固。区内水文地质、工程地质为简单类型，地质环境质量良好，地表不允许崩落。
[0083]针对上述情形，矿山设计采用多分段空场嗣后充填法开采，Simba 1354采矿台车+CYTJ45掘进台车凿岩，2.0~3.0m3遥控铲运机高效出矿，全尾砂膏体充填空区。矿山按中段高度50m划分2900m、2950m、3000m中段。中段内按分段12.5m划分分段，一个中段划分为4个分段。
[0084]以下具体以2950m中段矿体1开采为例进行采矿方法阐述说明。
[0085](1)采场划分与结构参数
将2950m中段矿体1划分为2950m(即第一类分段A)、2963m(即第二类分段A)、2975m(即第一类分段B)、2988m(即第二类分段B)分段，其中2950m、2975m为矿房采场分段，2963m、2988m为矿柱采场分段。
[0086]回采时，先回采2950m、2975m分段，待充填体5养护合格后再回采2963m、2988m分段。分段内沿矿体1走向交替划分一步骤采场(根据对应分段不相同，可以视为第一采场以及第三采场)、二步骤采场(根据对应分段，可以视为第二采场以及第四采场)，采场长度60m，宽度为矿体1厚度，高度为分段高度。
[0087](2)采准工程布置
主要包括分段平巷14、凿岩巷7、溜矿井15、拉槽联络道21、切割巷联络道19、凹槽结构22以及切割巷道8、切割天井。巷道断面规格4.2m×3.9m，天井断面规格Φ1.5m。切割天井采用一次成井工艺施工。切割巷道8中心线间距10m。上盘凹槽深度3.0m，下盘凹槽深度2.0m。
[0088](3)回采工艺
①凿岩爆破：
拉槽爆破以切割天井为自由面与补偿空间，向拉槽联络道21方向作后退式崩矿。正排爆破以切割槽以及切割巷道8为自由面与补偿空间，向采场另一侧作后退爆破回采。
[0089]回采时在凿岩巷7内采用采矿台车钻凿上向扇形中深孔，孔径Φ76mm，孔深 3.0~12.0m，以钻凿至矿体1边界为准，炮孔排距1.5m，孔底距1.8～2.2m。凿岩巷7两侧2.0m以下的水平炮孔设计采用掘进台车钻凿，孔径Φ45mm，孔深3.0~4.0m，间排距1.0~1.2m。
[0090]采场集中装药爆破，采用BQF-100装药器向孔内连续装填膨化硝铵炸药，数码电子雷管孔底反向起爆。孔口采用1~3m间隔方式堵塞，崩矿步距3~8排，排间微差爆破，一次崩矿量1500~4000t。
[0091]②采场通风：新鲜风流由拉槽联络道21或切割巷联络道19进入采场空区，冲洗工作面后，污风由相邻上一分段拉槽联络道21排入上一分段平巷14，并由分段平巷14端部回风天井排入上一中段回风巷道。为提高通风效率，可2~3个采场同时爆破进行加强通风。
[0092]③采场出矿：崩落矿石4大部分由人工驾驶铲运机在凿岩出矿巷完成铲装，少量残留矿石由遥控铲运机进入采场空区完成铲装，然后经分段平巷14卸运矿石溜井，在振动放矿机作用溜放进入中段主运巷矿车组，然后二次卸运进入中段集矿溜井，矿石经井下破碎站破碎后输送至胶带斜井输送至地表矿仓。
[0093](4)采场充填
①预埋假顶钢筋：钢筋规格HRB400Φ25mm，钢筋间距1.0m，长度10~15m，以贯穿切割巷道8与凹槽结构22全长为准，端部与固定锚杆20焊接。固定锚杆20设计采用管缝锚杆，长度为1.0m。施工完毕，上部采用碎矿层覆盖淹埋。
[0094]②采场胶结充填：主要包括砌筑挡墙、下料充填以及充填体5养护等环节。充填挡墙2采用砖砌或者钢结构。下料充填时，采场底部6m和顶部2m范围充填体28d强度4.0~4.5MPa，中间部分充填体28d强度1.0~1.5MPa。充填软管由相邻上一分段拉槽联络道21或切割巷联络道19进入采场。
[0095]以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
[0096]需要说明的是，本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。此外，在不脱离本申请主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本申请的范围内。
说明书附图(6)
