阅读说明：本技术 交互式上向中深孔嗣后充填采矿方法 (Interactive upward medium-length hole subsequent filling mining method ) 是由 刘再涛 贾万玉 侯成录 梁鹏亮 吴若菡 丁剑锋 栾东鹏 王辉 冷建民 于 2021-07-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种交互式上向中深孔嗣后充填采矿方法,包括步骤：将待采矿体划分为阶段；采用上向式开采；中深孔采场采准、切割工程由凿岩巷、出矿巷及上盘护顶巷组成；先施工上盘护顶巷对上盘不稳固围岩进行支护；在上盘支护前提下,施工凿岩巷、出矿巷以及预裂孔；预裂孔在上盘护顶巷充填前提下,先于中深孔进行爆破；然后由凿岩巷施工下向扇形孔进行中深孔爆破回采,回采结束后充填采空区。上阶段采场在下阶段采场充填基础上回采,下阶段采场凿岩巷兼做上阶段的上盘护顶巷,上阶段采场只需施工凿岩巷及出矿巷即可开展中深孔回采。本方法适用于地下金属非金属矿山上盘赋存不稳固围岩薄矿体,具有效率高、成本低等优点。(The invention discloses an interactive upward medium-length hole subsequent filling mining method, which comprises the following steps: dividing a body to be mined into stages; upward mining is adopted; the mining preparation and cutting engineering of the medium-length hole stope consists of a rock drilling roadway, a mine removal roadway and an upper wall top protection roadway; firstly, constructing an upper plate top protecting roadway to support unstable upper plate surrounding rocks; constructing a rock drilling roadway, a mine removal roadway and a pre-splitting hole on the premise of hanging wall support; the pre-splitting hole is blasted before the medium-length hole on the premise of filling the upper disc top protecting roadway; and then carrying out medium-length hole blasting stoping by using downward sector holes in the rock drilling roadway construction, and filling a goaf after the stoping is finished. And the stope of the upper stage stope is stoped on the basis of the filling of the stope of the lower stage, the rock drilling roadway of the stope of the lower stage is also used as the upper wall top protecting roadway of the upper stage, and the stope of the upper stage can carry out medium-length hole stoping only by constructing the rock drilling roadway and the ore removal roadway. The method is suitable for hanging unstable surrounding rock thin ore bodies on the underground metal and nonmetal mine, and has the advantages of high efficiency, low cost and the like.)

交互式上向中深孔嗣后充填采矿方法

技术领域

本发明涉及一种针对上盘不稳固围岩下薄矿体的采矿方法。

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，岩体成矿与构造间联系较大，矿体赋存于较大地质构造周围区域，构造周围区域受构造运动影响，围岩整体性破坏较严重，往往造成一定范围内围岩节理裂隙发育，一旦长时间暴露，围岩容易失稳，容易造成构造破坏，引发较大范围塌方事故。

鉴于构造周围不稳固围岩的存在，赋存于不稳固围岩下矿体回采比较困难。现有技术一般单纯采用进路方式进行回采，虽可以较好的回收不稳固围岩下矿体，但采场生产效率严重制约，进路支护成本太大。若采用中深孔采矿方法，在未对上盘不稳固围岩进行有效支护基础上，上盘不稳固围岩容易由于较大面积、较长时间暴露以及中深孔大爆破造成失稳，继而引发上盘不稳固围岩甚至地质构造进一步破坏，直接影响矿体回采安全。

发明内容

本发明提出了一种交互式上向中深孔嗣后充填采矿方法，其目的是：在保证上盘不稳固围岩稳定性的前提下，提高开采效率，降低支护成本。

本发明技术方案如下：

一种交互式上向中深孔嗣后充填采矿方法，步骤为：

步骤1、沿竖向将待采矿体划分为多个开采阶段，阶段间矿体由多个沿矿体走向水平布置的采场构成；

步骤2、阶段间的采场采用自下而上顺序的开采；开采时，采用中深孔嗣后充填采矿法进行回采；上阶段的采场在对应的下阶段采场的充填基础上进行回采；

步骤2中对每一采场的开采方式为：

步骤2-1、在该采场靠近上盘不稳固围岩处施工上盘护顶巷，并在上盘护顶巷中进行支护；如果该采场是最下阶段的，则需要施工出新的上盘护顶巷；如果该采场并非最下阶段的，则将下方相邻采场中的凿岩巷作为本采场的上盘护顶巷；

步骤2-2、在矿体中施工凿岩巷、出矿巷和上盘预裂孔；

所述凿岩巷、上盘护顶巷和出矿巷在高度方向从上到下依次设置；所述出矿巷在凿岩巷的下方；所述上盘预裂孔连通上盘护顶巷与凿岩巷；

步骤2-3、充填上盘护顶巷；并施工切割天井，所述切割天井竖直连通凿岩巷与出矿巷；

步骤2-4、在上盘预裂孔中装药爆破，从而在矿体与上盘不稳固围岩相接处形成松散不稳固带；

步骤2-5、由凿岩巷向下施工中深孔，以切割天井为自由面进行爆破；采场爆破产生的矿体经出矿巷运输出去；

步骤2-6、该采场回采结束后进行充填。

作为本采矿方法的进一步改进：步骤2中，施工切割天井之前，上盘护顶巷通过联络道与中分段巷连通，从而使施工出的切割天井与该联络道构成“十字交叉”切割槽。

作为本采矿方法的进一步改进：步骤1中，沿矿体走向方向，将矿体划分为多个矿房，矿房与矿房间不留矿柱，每个矿房即一个采场。

作为本采矿方法的进一步改进：步骤2-5中，以切割天井为自由面，由矿房中央向两端采用后退式中深孔方法进行回采。

作为本采矿方法的进一步改进：相邻的矿房之间共用联络道。

作为本采矿方法的进一步改进：步骤1中，划分阶段时，以上、下相邻的采场的开采范围在水平面上的投影不重叠为原则。

作为本采矿方法的进一步改进：步骤2-1中，采用长锚索在上盘护顶巷中进行支护。

作为本采矿方法的进一步改进：所述上盘护顶巷、凿岩巷以及出矿巷均通过联络道与中分段巷连通。

作为本采矿方法的进一步改进：步骤2中，同一阶段内的采场同时回采。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

（1）在传统中深孔采准工程的基础上，通过增加上盘护顶巷，在中深孔采场爆破前提前对上盘不稳固围岩进行有效支护，使得采场中深孔回采是在上盘护顶巷支护且充填的前提下进行，爆破后采场空区不再直接揭露上盘不稳固围岩，而是逐步揭露已充填上盘护顶巷。上盘不稳固围岩在长锚索支护或其它支护方式作用下趋于稳定，即使中深孔采场大面积揭露上盘矿岩接触面，由于上盘护顶巷高强度充填体支撑作用，可以避免长锚索出现“滑移”失效，又借助充填体整体性有效限制上盘不稳固围岩移动，保证了上盘不稳固围岩的稳定性，也保障了中深孔采场回采期间安全。

（2）采场切割天井由出矿巷向凿岩巷联络道施工，再由上盘护顶巷联络道向凿岩巷施工，采场切割天井分两段形成，切割天井与上盘护顶巷的联络道构成“十字交叉”切割槽，有利于切割槽爆破，解决了单纯切割天井情况下切割槽爆破困难、中深孔爆破采场成型差等实际问题，有利于采场损贫两率控制。

（3）在上盘护顶巷支护、充填的基础上，通过上盘预裂爆破在不稳固围岩及矿体接触面形成不稳固带，该不稳固带有效降低采场中深孔爆破对上盘不稳固围岩的爆破冲击，使中深孔爆破冲击波能量经过不稳固带后得到有效释放，降低了对上盘不稳固围岩的影响。

（4）下方阶段的采场充填后，下方阶段的采场凿岩巷即成为上方阶段的采场上盘护顶巷，上方阶段的采场只需施工凿岩巷、出矿巷即可开始回采，以此实现上、下方阶段的采场“交互式”回采，实现了巷道的复用，提高了效率，降低了成本，且各采场出矿巷、凿岩巷施工及采场中深孔回采都在上盘不稳固围岩已经支护情况下进行，采场回采安全得到保障。

附图说明

图1为本方法实施时的示意图；

图2为本方法实施时俯视方向的示意图；

图3为本方法实施时沿图1左视方向的示意图；

图4为进行交互式开采时的示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的技术方案：

如图1至3，一种交互式上向中深孔嗣后充填采矿方法，其核心思路为：沿走向将矿体7划分为矿房，矿房与矿房间不留矿柱，矿房即一个采场，同一阶段采场间可以共用部分联络道4。下方阶段的采场采准及切割工程包括凿岩巷2、出矿巷3、上盘护顶巷1和切割天井6，凿岩巷2、出矿巷3及上盘护顶巷1分别通过一联络道4与中分段巷5连通。凿岩巷2是由上部中分段巷5通过联络道4施工，出矿巷3及上盘护顶巷1由下部中分段巷5通过联络道4施工。切割天井6由出矿巷3向凿岩巷2施工，并与上盘护顶巷1通过联络道4贯通。上盘护顶巷1及凿岩巷2采用长锚索9支护或其它支护方式对上盘不稳固围岩8进行支护。还需要由凿岩巷2向上盘护顶巷1施工上盘预裂孔10。每个阶段中的采场开采时，先在上盘护顶巷1充填基础上进行上盘预裂爆破，然后由凿岩巷2向下施工中深孔12，以切割天井6为自由面进行中深孔爆破，实现该阶段采场的安全回采。

每一阶段的采场的具体回采步骤：

（1）由中分段巷5施工联络道4到达矿体7上盘，沿矿体7走向施工上盘护顶巷1，上盘护顶巷1掘进过程中立即对已揭露上盘不稳固围岩8采用长锚索9进行支护，或用其它支护方式进行有效支护，防止上盘不稳固围岩8塌方失稳；

（2）上盘护顶巷1支护之后、或者在支护过程中同步施工凿岩巷2及出矿巷3；

（3）凿岩巷2施工过程中采取与上盘护顶巷1同样的支护方式对上盘不稳固围岩8进行支护，对凿岩巷2支护的同时可以施工上盘预裂孔10，上盘预裂孔10施工完成后立即采用高比例胶结体对上盘护顶巷1进行接顶充填形成充填体11；

（4）上盘护顶巷1充填期间，同步施工采场切割天井6；

（5）上盘预裂孔10施工结束且上盘护顶巷1充填结束的前提下，一次性完成预裂爆破；

（6）预裂爆破后，立即由凿岩巷2向下施工扇形中深孔12，以采场中间的切割天井6、或者是切割天井6与联络道4形成的“十字交叉”切割槽为自由面进行中深孔爆破。

（7）采场爆破矿石由铲运机经联络道4运输至中分段巷5溜井内。

（8）重复上述（1）~（7）步骤，完成该阶段各采场的中深孔回采。

（9）该阶段的采场回采结束后，立即对采场空区进行充填。

如图4，本采矿方法中，下方阶段的采场充填结束后再回采上方阶段的采场。将下方阶段的凿岩巷2作为上方阶段的上盘护顶巷1，上方阶段的采场只需施工出矿巷3、凿岩巷2及切割天井6，即可按照上述回采方式完成该阶段采场的回采。