一种适用于“深井”或“三下”地下金属矿体的采矿方法技术

本发明专利技术涉及一种适用于“深井”或“三下”地下金属矿体的采矿方法，属于采矿技术领域。本发明专利技术采用一、二步骤采场连续回采，适用于“深井”高应力或“三下”条件下矿体的开采；先将矿体划分为阶段，阶段内沿垂高划分为分段，阶段及分段内将矿体沿矿体走向划分为矿块，矿块内划分一步骤采场和二步骤采场，采场在各分段内分层回采和充填；按照采场长度方向与地应力主方向垂直的原则布置采场，相邻两步骤采场交错布置，一步骤采场超前二步骤采场一定高度，以改善顶板应力分布、转移降低高地应力，对采场顶板及侧帮“卸压”。该采矿方法解决了深井高地应力、“三下”条件下无法采用中深孔大爆破的矿体的安全高效开采问题。体的安全高效开采问题。体的安全高效开采问题。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于“深井”或“三下”地下金属矿体的采矿方法


[0001]本专利技术涉及一种适用于“深井”或“三下”地下金属矿体的采矿方法，属于采矿


技术介绍

[0002]“深井”矿山因地应力大，“三下”矿体开采为控制地表变形，采场暴露空间受到限制，导致中厚～厚大矿体无法应用中深孔开采，而目前普遍采用的上向进路分层充填法因地应力大、进路无法充填接顶等问题导致顶板安全性差，回采安全风险高。

技术实现思路

[0003]针对深井高地应力或“三下”的地下金属矿体开采时存在的顶板安全性差，回采安全风险高等问题，本专利技术提出了一种适用于“深井”或“三下”地下金属矿体的采矿方法，即在将矿块划分为两步骤采场上向分层回采，采场长度方向与水平主应力垂直，且一步骤采场超前二步骤采场3～4个分层回采，超前回采、充填的采场为其它采场阻隔了水平高应力、达到“卸压”作用，矿体内各采场在不同分层高度上全面逐层上向回采，将垂直应力转移至矿体周边围岩内，采场顶板矿岩处于“卸压区”，降低了采场顶板及侧帮应力，有利于采场顶板及侧帮安全。采用上向分层回采不仅控制了采场顶板暴露面积，落矿方式采用浅孔微差爆破减少了对地表建构筑物的爆破震动破坏作用。该采矿方法可解决深井高地应力、“三下”条件下无法采用中深孔大爆破的矿体的安全高效开采问题。
[0004]目前普遍将矿体埋藏深度超过600～800米的矿山称为“深井”矿山，“深井”矿山具有高地应力的特点，“三下”矿体指位于地表水体、建筑物和铁路(公路)下的矿体，该类矿体的开采要求对河床变形控制在允许范围内，防止地表水涌入井下造成水患，对地面建筑物、铁(公)路干线的变形控制在允许范围以内。
[0005]一种适用于“深井”或“三下”地下金属矿体的采矿方法，具体步骤如下：
[0006](1)采场划分：将深井高地应力或“三下”的地下金属矿体划分为阶段，阶段内沿垂直高度划分分段，分段内沿矿体走向划分矿块，矿块内划分采场，根据水平主应力方向、垂直方向或沿矿体走向布置两步骤采场，采场长度方向与主应力方向垂直，矿块内两步骤采场交错布置，采场分层回采，一步骤采场超前二步骤采场3～4个分层；超前回采、充填的采场为其它采场阻隔了水平高应力，达到“卸压”目的；
[0007](2)采切工程布置：中段内，在矿体下盘沿矿体走向布置分段采准巷道，分段采准巷道长度方向每隔50～100m向矿体布置坡度为10～12％的回采进路至矿体下盘矿岩边界，回采进路交错布置以承担一步骤采场和二步骤采场的回采进路；采场沿倾向布置时，在矿体下盘边界矿脉内布置一步骤采场分层联道至矿块边界；在一步骤采场超前回采3～4个分层，并在矿体下盘距离一步骤分层联道内充填体3～6m，再布置二步骤采场的分层回采联道；在分层回采联道两侧端部布置充填回风井至上分段的回采进路联道端部，形成回风充填系统；
[0008]采场沿走向布置时，分层回采巷道沿矿体倾向布置；
[0009](3)回采和充填：采用两步骤采场分层回采，先回采第一分层一步骤采场，一步骤采场采用胶结充填；矿块内一步骤采场分层回采结束后，对一分层一步骤采场的分层回采联道进行胶结充填；待一步骤采场第一分层充填体达到养护龄期后进行第二分层回采和充填作业，依次循环向上分层回采；待一步骤采场回采3～4个分层后，施工二步骤采场的第一分层回采联道，从第一分层回采联道内施工设备巷道穿过一步骤采场回采联道内的充填体后回采二步骤采场，二步骤采场底层非胶结充填，面层胶结充填；矿体内各采场在不同分层高度上全面逐层上向回采，将垂直应力转移至矿体周边围岩内，采场顶板矿岩处于卸压区以提高采场顶板及侧帮的安全性；分层回采联道与该分层最后回采的采场一起充填；
[0010]除第一分层外，各分段的各分层回采前均对回采进路进行挑顶，废石垫底压实，并施工分层回采联道；各层充填时留预设高度的空白区域作为向上一分层回采的爆破补偿空间。
[0011]优选的，所述步骤(1)矿块长度为沿矿体走向长度80～100m，宽为矿体的水平厚度；
[0012]优选的，所述步骤(1)一步骤采场宽度5～8m，二步骤采场7～10m，采场分层控顶高度4.0～5.5m。
[0013]优选的，所述步骤(2)分段采准巷道高度为10～15m。
[0014]优选的，所述步骤(2)中所述分层回采联道布置，采场沿矿体倾向布置时，分层回采联道沿矿体走向布置，且一步骤采场的分层联道布置在矿脉内，二步骤采场的分层联道布置在一步骤分层回采联道远离矿体的一侧；采场沿走向布置时，分层回采联道在分段回采进路的端部施工至矿体上盘，除第一分层外，每一段的每一分层的分层回采联道布置在前一分层回采联道的充填体上。
[0015]优选的，所述步骤(3)一步骤采场底层充填体28d抗压强度不低于1.0MPa，面层充填体7d抗压强度为1.2～1.5Mpa，面层充填体厚度为0.5～0.6m；二步骤采场面层充填体7d抗压强度为1.2～1.5Mpa，面层充填体厚度为0.5～0.6m。
[0016]优选的，所述步骤(3)采场回采分层控顶高度4.0～5.5m，空白区域的预设高度为1.0～1.5m。
[0017]优选的，所述步骤(3)一步骤采场和二步骤采场交错布置，一步骤采场的胶结充填体为二步骤采场的侧帮，充填体强度满足二步骤回采时不发生片帮垮落。
[0018]优选的，所述步骤(3)中采用数码雷管微差浅孔爆破落矿的方式，控制爆破震动对地表建构筑物、河流的影响。
[0019]优选的，所述步骤(3)中，可根据顶板岩体情况，采取锚杆或锚杆
‑
锚网等支护方式。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021](1)本专利技术采矿方法因采场采用小断面两步骤分层连续回采，且两步骤采场错开3～4个分层高度，起到了应力隔离及卸压作用，适用于“深井”高应力环境下中厚～厚矿体的回采；
[0022](2)本专利技术采矿方法的两步骤采场在垂直方向上交错布置，采场顶板暴露面积小，采场顶板矿岩内的拉应力小于矿岩的抗拉强度，解决了进路式上向分层充填法两步骤进路
同一分层回采充填时因充填无法接顶导致多条进路顶板总体暴露面积大，顶板稳定性差、安全风险高的问题；
[0023](3)本专利技术采矿方法采用两步骤回采，未留设永久矿柱，提高了矿石回采率；
[0024](4)本专利技术采矿方法在矿体的水平方向上，布置多个矿块、多个采场同时回采，采用高效无轨自行设备，提高了采矿效率。
附图说明
[0025]图1为一步骤采场横剖面示意图；
[0026]图2为二步骤采场横剖面示意图；
[0027]图3为一步骤分层道平面示意图；
[0028]图4为二步骤分层道平面示意图；
[0029]图5为一步骤采场和二步骤采场纵剖面示意图。
具体实施方式
[0030]下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。
[0031]本专利技术采用一、二步骤采场连续回采，适用于“深井本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于“深井”或“三下”地下金属矿体的采矿方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)采场划分：将深井高地应力或“三下”的地下金属矿体划分为阶段，阶段内沿垂直高度划分分段，分段内沿矿体走向划分矿块，矿块内划分采场，根据水平主应力方向、垂直方向或沿矿体走向布置两步骤采场，采场长度方向与主应力方向垂直，矿块内两步骤采场交错布置，采场分层回采，一步骤采场超前二步骤采场3～4个分层；(2)采切工程布置：中段内，在矿体下盘沿矿体走向布置分段采准巷道，分段采准巷道长度方向每隔50～100m向矿体布置坡度为10～12％的回采进路至矿体下盘矿岩边界，回采进路交错布置以承担一步骤采场和二步骤采场的回采进路；采场沿倾向布置时，在矿体下盘边界矿脉内布置一步骤采场分层联道至矿块边界；在一步骤采场超前回采3～4个分层，并在矿体下盘距离一步骤分层联道内充填体3～6m，再布置二步骤采场的分层回采联道；在分层回采联道两侧端部布置充填回风井至上分段的回采进路联道端部，形成回风充填系统；采场沿走向布置时，分层回采巷道沿矿体倾向布置；(3)回采和充填：采用两步骤采场分层回采，先回采第一分层一步骤采场，一步骤采场采用胶结充填；矿块内一步骤采场分层回采结束后，对一分层一步骤采场的分层回采联道进行胶结充填；待一步骤采场第一分层充填体达到养护龄期后进行第二分层回采和充填作业，依次循环向上分层回采；待一步骤采场回采3～4个分层后，施工二步骤采场的第一分层回采联道，从第一分层回采联道内施工巷道穿过一步骤采场回采联道内的充填体后回采二步骤采场，二步骤采场底层非胶结充填，面层胶结充填；矿体内各采场在不同分层高度上全面逐层上向回采，将垂直应力转移至矿体周边围岩内，采场顶板矿岩处于卸压区；分层回采联道与该分层最后回采的采场一起充填；除第一分层外...

【专利技术属性】
技术研发人员：李广涛，高博，王俊，杨天雨，乔登攀，赵艳伟，黄飞，李子彬，
申请(专利权)人：云南荣励高新技术开发有限公司玉溪矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：