一种用于矿岩不稳固倾斜厚大矿体的分块深孔落矿充填采矿法的制作方法

1.本发明涉及地下矿山矿体开采技术领域，主要适用于井下矿岩不稳固的倾斜、极倾斜厚大矿体的规模化、机械化开采，尤其适用于矿岩不稳固倾斜厚大矿体的回采。


背景技术：

2.金属矿井下厚大矿体开采时，由于矿岩不稳固，开采过程中因爆破震动、顶板应力集中都会对顶板的稳定性产生危害，使得顶板局部甚至大面积垮落，严重危害井下作业人员及设备的安全，给井下作业人员及设备的安全构成了较大的威胁。
3.目前，此类矿体的开采，通常采用进路式充填法、分层充填法和分段空场嗣后充填法。上述方法通过降低采场跨度，减小顶板暴露面积，维持了顶板稳定性。但存在采场尺寸较小，采准切割工程量大、生产能力低和生产工艺复杂等不足，需要寻找合适的采矿方法，以达到安全、高效回采。


技术实现要素：

4.本发明解决现有技术的不足，提供一种安全、高效，工序简单，易于管理的矿岩不稳固倾斜厚大矿体的开采方法。
5.本发明采用的技术方案是：一种用于矿岩不稳固倾斜厚大矿体的分块深孔落矿充填采矿法，包括如下步骤：s1，采场布置，沿矿体走向划分为一步采矿房和二步采矿房；沿垂直矿体走向将一步采矿房和二步采矿房划分为
①
、
②
、
③
三个分块进行回采；s2，采准，在矿体上下盘分别掘进沿脉巷道和回风巷道，垂直矿体走向掘进堑沟拉底巷道和出矿巷道进行联通；然后掘进出矿进路；再上部中段施工一条下盘沿脉运输巷和上盘回风巷，凿岩硐室联络巷和凿岩巷，根据分块回采顺序，分次掘进形成回采分块上部的凿岩硐室，并及时采用锚网喷联合支护，形成凿岩硐室条形柱；s3，回采，首先对分块
①
进行回采，在上部凿岩硐室内，采用潜孔凿岩机在凿岩硐室内钻凿下向不同深度的垂直炮孔，采用深孔拉槽形成自由面，堑沟随分块回采通过不同深度的垂直炮孔爆破后逐次形成；自下而上分层倒台阶式爆破落矿形成爆堆，每次爆破分层高度3m，最后一分层10m进行破顶，采用铲运机通过出矿进路（2）、出矿巷（3）装矿进入溜井或运走；s4,充填，出矿完毕后，对分块
①
内出矿横巷及通向相邻回采单元堑沟巷利用底部封闭墙进行封闭，封闭完成后进行胶结充填，待充填至凿岩硐室底板，对凿岩硐室通道利用顶部封闭墙进行封闭，封闭完成后进行充填接顶；s5，回采分块充填强度达到自立条件后，进行矿房剩余分块
②
和
③
的回采。
6.作为本发明的进一步改进，步骤s2中，掘进出矿进路根据分块回采顺序逐次完成，分块回采前两侧各掘进一条即可。
7.作为本发明的进一步改进，步骤s4中，凿岩硐室底板以上范围采用1：4～6灰砂比进行胶结充填，其余部分采用1：6～8进行胶结充填。
8.作为本发明的更进一步改进，步骤s5中，分块
②
和
③
的回采，回采步骤同分块
①
，
胶结充填的强度降低至1：8～10。
9.本发明具有的有益效果：本发明具备如下优点（1）单次暴露面积小，回采安全性高。矿房划进一步分为
①
、
②
、
③
三个分块进行回采，凿岩硐室、堑沟、出矿进路均随分块回采分次形成，单次暴露面积小，暴露面积降低为传统回采工艺的1/3,有效保证了人员和设备的安全。（2）采切工程量小、生产能力大、采矿成本低。本发明针对不稳固矿岩，在有效降低暴露面积的前提下，切割和回采工作均采用大直径深孔，较传统不稳固围岩采用浅孔、中深孔爆破的采矿方法，采切工程量小，机械化程度高，回采工艺简单，生产能力大，采矿成本可降低20%左右。
附图说明
10.图1为本发明平面示意图。
11.图2是图1中
ⅱ‑ⅱ
剖视图。
12.图3是图2中
ⅲ‑ⅲ
剖视图。
13.图4是图2中
ⅳ‑ⅳ
剖视图。
14.图中所示：1 中段沿脉巷道，2 出矿巷道，3 出矿进路，4 回风巷道，5 上中段沿脉巷道，6 凿岩硐室联络巷，7 上中段回风巷道，8 凿岩巷道，9堑沟，10 凿岩硐室条形柱，11 炮孔，12 矿体，13 尾胶充填体，14 气孔，15 炮孔，16 爆落矿堆，17 补偿空间，18 封闭墙，19 顶部封闭墙。
具体实施方式
15.下面结合附图和实施例，对本发明做进一步的说明。
16.实施例，以某铜矿某矿段2#矿体为例。
17.s1、采场布置及结构参数；1）采用二步骤回采，沿矿体走向划分为一步采矿房和二步采矿房，矿房的宽度b取15m，长度为矿体的水平厚度l取45m，阶段高度h取50m。
18.2）垂直矿体走向，将一步采矿房和二步采矿房划分为
①
、
②
、
③
三个分块进行回采，宽度为l/3m取15m。
19.s2、采准；1）在矿体上下盘分别掘进沿脉巷道1和回风巷道4，垂直矿体走向掘进堑沟9和出矿巷道2进行联通。
20.2）掘进出矿进路3，本步骤根据分块回采顺序逐次完成，分块回采前两侧各掘进一条即可，无需一次掘进完成。
21.3）上部中段施工一条上中段沿脉巷道5和上中段回风巷道7，再掘进凿岩硐室联络巷6和凿岩巷道8，根据分块回采顺序，分次掘进、刷大形成回采分块上部的凿岩硐室，并及时采用锚网喷联合支护，厚度100mm，形成凿岩硐室条形柱10，尺寸7m
×
7m，通过降低单次暴露面积和及时支护确保回采安全。
22.s3、回采；1）矿房回采时，首先对分块
①
进行回采，在上部凿岩硐室内，采用φ165mm潜孔凿岩机在凿岩硐室内钻凿下向不同深度的垂直炮孔，采用深孔拉槽孔形成自由面，堑沟随分
块回采通过不同深度的垂直炮孔爆破逐次形成。
23.2）自下而上分层倒台阶式爆破落矿形成爆堆，每次爆破分层高度3m，最后一分层10m进行破顶，采用铲运机通过出矿进路3、出矿巷道2装矿进入溜井或运走。少量出矿为下次爆破留出自由空间，分块爆破完成后进行集中出矿。
24.s4，充填；出矿完毕后，对分块内出矿横巷及通向相邻回采单元堑沟巷利用底部封闭墙18进行封闭。封闭完成后进行胶结充填，待充填至凿岩硐室底板，对凿岩硐室通道利用顶部封闭墙19进行封闭，封闭完成后进行充填接顶，底部6m厚和凿岩硐室底板以上范围采用1：4～6灰砂比进行胶结充填，其余部分采用1：6～8进行胶结充填。
25.s5，当回采分块充填强度达到自立条件，即强度不低于2.5mpa后，进行矿房剩余分块
②
和
③
的回采，回采步骤同分块
①
，胶结充填的强度降低至1：8～10。
26.采用本发明的用于矿岩不稳固倾斜厚大矿体的分块深孔落矿充填采矿法其有益效果是：（1）单次暴露面积小，回采安全性高矿房划进一步分为
①
、
②
、
③
三个分块进行回采，凿岩硐室、堑沟、出矿进路均随分块回采分次形成，单次暴露面积小，暴露面积降低为传统回采工艺的1/3,有效保证了人员和设备的安全。
27.（2）采切工程量小、生产能力大、采矿成本低针对不稳固矿岩，在有效降低暴露面积的前提下，切割和回采工作均采用大直径深孔，较传统不稳固围岩采用浅孔、中深孔爆破的采矿方法，采切工程量小，机械化程度高，回采工艺简单，生产能力大，采矿成本可降低20%左右。
28.本领域技术人员应当知晓，本发明的保护方案不仅限于上述的实施例，还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换，在不违背本发明精神的前提下，对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围内。