采矿方法
阅读说明：本技术 采矿方法 (Mining method ) 是由 陈何 秦秀山 王贺 陈璐 王志修 原野 于 2021-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种采矿方法,涉及采矿技术领域,本发明提供的采矿方法,包括以下步骤：将待采矿体沿矿体走向划分为矿段；沿矿体走向,在矿段两端布置间柱；沿矿体走向,将矿段划分形成第一侧采场、第一次级采场、中央采场、第二次级采场和第二侧采场,第一侧采场、第一次级采场、中央采场、第二次级采场和第二侧采场依次间隔设置,并在间隔区形成主采场；对第一侧采场、第一次级采场、中央采场、第二次级采场和第二侧采场进行回采；对主采场进行回采。本发明提供的采矿方法,通过矿段替代传统的矿块生产单元,可以加大回采采场的尺寸,以便实现规模化采矿。并且,对各采场回采顺序进行规划,可以缓解应力集中的技术问题,提高了采场的稳定性。(The invention provides a mining method, which relates to the technical field of mining and comprises the following steps: dividing a body to be mined into ore sections along the trend of the ore body; arranging studs at two ends of the ore section along the trend of the ore body; dividing ore sections along the trend of an ore body to form a first side stope, a first secondary stope, a central stope, a second secondary stope and a second side stope, wherein the first side stope, the first secondary stope, the central stope, the second secondary stope and the second side stope are arranged at intervals in sequence, and a main stope is formed in a partition area; stoping the first-side stope, the first secondary stope, the central stope, the second secondary stope and the second-side stope; and (5) carrying out stoping on the main stope. According to the mining method provided by the invention, the traditional ore block production unit is replaced by the ore section, and the size of the stope can be increased so as to realize large-scale mining. And moreover, the stoping sequence of each stope is planned, so that the technical problem of stress concentration can be relieved, and the stability of the stope is improved.)
技术领域
本发明涉及采矿技术领域，尤其是涉及一种采矿方法。
背景技术
深井开采由于高地应力作用，给采场稳定性造成极大不利影响，深井开采的地压控制成为重要的采矿工程问题。多数技术方案均以卸荷为核心来进行设计，以达到降低开采区域应力水平、实现安全开采的目标。通过回采顺序调整、在采场适当部位采取局部弱化措施，降低应力集中程度，调整围岩应力分布状态，使应力集中部位向深部转移，在采场的近表层形成低应力卸荷圈，在围岩深部形成应力集中的自承载圈。但是形成单一的卸压拱，应力向围岩深处转移的范围有限，矿块的尺寸较小。而且，开挖立槽的弱化措施将导致施工量增大，在相邻采场开挖时立槽充填体处于应力集中区受力条件变差，采场稳定性变差。采用炮孔卸荷方法仅能在局部进行卸荷，存在有效作用范围小的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采矿方法，以缓解现有技术中采场稳定性差、采场尺寸小的技术问题。
第一方面，本发明提供的采矿方法，包括以下步骤：
将待采矿体沿矿体走向划分为矿段；
沿所述矿体走向，在所述矿段两端布置间柱；
沿所述矿体走向，将所述矿段划分形成第一侧采场、第一次级采场、中央采场、第二次级采场和第二侧采场，所述第一侧采场、所述第一次级采场、所述中央采场、所述第二次级采场和所述第二侧采场依次间隔设置，并在间隔区形成主采场；
对所述第一侧采场、所述第一次级采场、所述中央采场、所述第二次级采场和所述第二侧采场进行回采；
对所述主采场进行回采。
结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，在对所述第一侧采场、所述第一次级采场、所述中央采场、所述第二次级采场和所述第二侧采场进行回采后，分别对所述第一侧采场、所述第一次级采场、所述中央采场、所述第二次级采场和所述第二侧采场进行填充。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，在所述分别对所述第一侧采场、所述第一次级采场、所述中央采场、所述第二次级采场和所述第二侧采场进行填充的步骤中：
所述第一侧采场、所述第一次级采场、所述第二次级采场和所述第二侧采场中的任一与所述中央采场的填充强度不等。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述第一侧采场、所述第一次级采场、所述第二次级采场和所述第二侧采场的填充强度为28天抗压强度1MPa～2Mpa。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述中央采场的填充强度为28天抗压强度2MPa～3Mpa。
结合第一方面，本发明提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，在对所述主采场进行回采后，对所述主采场进行填充。
结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，在所述对所述主采场进行填充的步骤中，所述主采场的填充强度为28天抗压强度0.2MPa～0.5Mpa。
结合第一方面，本发明提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述待采矿体的厚度为10m～20m，所述矿段长度为100m～150m。
结合第一方面，本发明提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述间柱的宽度为10m～15m。
结合第一方面，本发明提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，所述第一侧采场、所述第一次级采场、所述中央采场、所述第二次级采场、所述第二侧采场和所述主采场的高度为10m～20m，长度为50m～70m；
所述第一侧采场和所述第二侧采场的宽度为8m～10m，所述第一次级采场和所述第二次级采场的宽度为10m～13m，所述中央采场和所述主采场的宽度为13m～15m。
本发明实施例带来了以下有益效果：采用采矿方法包括以下步骤：将待采矿体沿矿体走向划分为矿段；沿矿体走向，在矿段两端布置间柱；沿矿体走向，将矿段划分形成第一侧采场、第一次级采场、中央采场、第二次级采场和第二侧采场，第一侧采场、第一次级采场、中央采场、第二次级采场和第二侧采场依次间隔设置，并在间隔区形成主采场；对第一侧采场、第一次级采场、中央采场、第二次级采场和第二侧采场进行回采；对主采场进行回采。通过划分矿段以矿段为生产单元，替代传统的矿块生产单元，可以加大回采采场的尺寸，以便实现规模化采矿。并且，对各采场回采顺序进行规划，可以缓解应力集中的技术问题，提高了采场的稳定性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明
具体实施方式
或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的矿段在A-A剖面的示意图；
图2为本发明实施例提供的矿段在B-B剖面的示意图。
图标：01-间柱；02-第一侧采场；03-第一次级采场；04-中央采场；05-第二次级采场；06-第二侧采场；07-主采场；08-平巷；09-联络道。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。公式中的物理量，如无单独标注，应理解为国际单位制基本单位的基本量，或者，由基本量通过乘、除、微分或积分等数学运算导出的导出量。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
如图1和图2所示，本发明实施例提供的采矿方法，包括以下步骤：
将待采矿体沿矿体走向划分为矿段；沿矿体走向，在矿段两端布置间柱01；沿矿体走向，将矿段划分形成第一侧采场02、第一次级采场03、中央采场04、第二次级采场05和第二侧采场06，第一侧采场02、第一次级采场03、中央采场04、第二次级采场05和第二侧采场06依次间隔设置，并在间隔区形成主采场07；对第一侧采场02、第一次级采场03、中央采场04、第二次级采场05和第二侧采场06进行回采；对主采场07进行回采。
本实施方式中，通过划分矿段的方式，以矿段为生产单元，替代传统的矿块生产单元，可以加大回采采场的尺寸30%～50%，以便实现规模化采矿。间柱01与联络道09临近，联络道09与平巷08垂直，且联络道09将多个平巷08连通。在以两端的间柱01作为支撑的基础上，回采次序为：先对第一侧采场02、第一次级采场03、中央采场04、第二次级采场05和第二侧采场06进行回采，再对主采场07进行回采，由此有助于对各采场进行填充加固，提高了采场的稳定性。
回采过程中，矿段两端的间柱01为原生矿柱，对顶板起强支撑作用。在回采主采场07时，将在上部围岩中形成复合卸压拱。矿段生产能力2000t/d，贫化率为8%，损失率为8%。
进一步的，在对第一侧采场02、第一次级采场03、中央采场04、第二次级采场05和第二侧采场06进行回采后，分别对第一侧采场02、第一次级采场03、中央采场04、第二次级采场05和第二侧采场06进行填充。
填充在第一侧采场02和第二侧采场06内的物料形成矿段侧充填体矿柱，填充在第一次级采场03和第二次级采场05内的物料形成次级充填体矿柱，填充在中央采场04内的物料形成中央充填体矿柱，在填充形成矿柱的条件下，可以对间隔区的主采场07起到加固作用。
在分别对第一侧采场02、第一次级采场03、中央采场04、第二次级采场05和第二侧采场06进行填充的步骤中：
第一侧采场02、第一次级采场03、第二次级采场05和第二侧采场06中的任一与中央采场04的填充强度不等。
具体的，第一侧采场02和第二侧采场06作为侧采场，第一次级采场03和第二次级采场05作为次级采场，侧采场和次级采场皆不同于中央采场04的填充强度，由此实现矿柱强度的合理分布，缓解应力集中所产生的安全问题。
矿段中间形成较高强度的中央充填体矿柱、次级充填体矿柱和侧充填体矿柱的支撑协同，控制顶板的适当下沉。回采主采场07时，在上部围岩中形成复合卸压应力拱。
进一步的，第一侧采场02、第一次级采场03、第二次级采场05和第二侧采场06的填充强度为28天抗压强度1MPa～2Mpa，第一侧采场02、第一次级采场03、第二次级采场05和第二侧采场06皆采用一般强度充填体，一般强度充填体的填充强度为28天抗压强度1MPa～2Mpa，抗压强度的取值可选为1.2Mpa、1.3Mpa、1.5Mpa、1.7Mpa或1.8Mpa。
进一步的，中央采场04的填充强度为28天抗压强度2MPa～3Mpa，中央充填体矿柱的28天抗压强度可取值为2.1Mpa、2.3Mpa、2.5Mpa、2.6Mpa、2.7Mpa或2.8Mpa。
进一步的，在对主采场07进行回采后，对主采场07进行填充。
主采场07作为大采场，在对主采场07进行填充后，可在主采场07内形成大采场充填体。
进一步的，在对主采场07进行填充的步骤中，主采场07的填充强度为28天抗压强度0.2MPa～0.5Mpa。该28天抗压强度的取值可选为0.3MPa或0.4MPa。
岩体与充填体弹模比（r）与原岩转移压力及充填体矿柱压力间关系：
；
；
当岩体与充填体弹模比减小时，原岩转移压力逐步升高，而充填体矿柱的压力则逐渐减小。当岩体与充填体弹模比小于1000时，原岩转移压力与矿柱压力变化率均较大。一般取值r＝800～1000时，可匹配充填体矿柱让压支撑及围岩形成卸压应力拱结构。
进一步的，待采矿体的厚度为10m～20m，矿段长度为100m～150m，间柱01的宽度为10m～15m；
第一侧采场02、第一次级采场03、中央采场04、第二次级采场05、第二侧采场06和主采场07的高度为10m～20m，长度为50m～70m；第一侧采场02和第二侧采场06的宽度为8m～10m，第一次级采场03和第二次级采场05的宽度为10m～13m，中央采场04和主采场07的宽度为13m～15m。矿柱支撑力与矿段应力拱内分担的岩石重量相近，由此可确保矿段结构稳定。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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