一种适合缓倾斜中厚矿体的空场嗣后充填采矿法的制作方法

本发明属于矿山采矿技术领域，具体涉及一种适合缓倾斜中厚矿体的空场嗣后充填采矿法。

背景技术：

缓倾斜中厚矿体，尤其是矿体倾角在15°～25°、矿体厚度为5-15m之间的矿体极为难采，被誉为世界采矿领域的“癌症”。缓倾斜矿体由于矿体倾角小于矿石的自然安息角，崩落矿石在采场内无法实现靠自重放矿，要想实现放矿，在采场内必须安装电耙等放矿设备；另一方面，该类矿体的采场一般空顶较高，工人在空场下作业难以保障其安全，作业环境恶劣，给安全生产带了极大的威胁。由于矿体倾角在15°～25°，大于一般井下无轨设备的最大爬坡能力，限制了无轨设备在该类矿体中的应用。

现阶段，针对该类矿体，国内外一般采用的采矿方法有房柱法、留有底部结构的分段空场法，极少数矿山采用浅孔留矿法和分层充填法，房柱法和浅孔留矿法采场功效低、采场劳动强度大、作业条件恶劣，工人需要进入采场在空区下作业，留有底部结构的分段空场法采切工程量比较大，后期回收底部结构非常困难，造成矿石损失比较大。浅孔留矿法作业条件恶劣，采用浅孔落矿，工作效率低，同时由于矿体倾角小于岩石的自然安息角，造成采场地板留有大量矿石，矿石损失大。分层充填法由于回采开个矿体成本较高，适合回采价值比较高的金属。

采用房柱法回采缓倾斜中厚矿体，最主要的问题在于解决采场矿石运搬及高大空场顶板稳定的问题，国内采用房柱法回采中厚缓倾斜矿体，一般采用浅孔房柱法、中深孔房柱法、下向分层回采房柱法等回采方案，但这些方法都存在工作条件恶劣，工作效率低、采场功效低等缺点。

典型房柱法开采矿山主要技术经济指标

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种适合缓倾斜中厚矿体的嗣后充填采矿法，以解决上述现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种适合缓倾斜中厚矿体的空场嗣后充填采矿法，包括如下步骤：

步骤a、将矿体沿着垂直方向划分开采中段，两个中段之间留设斜顶柱，在每个中段沿着矿体的走向方向划分开采盘区，在相邻开采盘区之间留设盘区间柱，在开采盘区内划分矿房和矿柱，矿房和矿柱大小一致；

步骤b、采准工程布置

在矿体中段下盘底部位置设置阶段运输平巷，在阶段运输平巷内，每隔15-20m垂直于矿体掘进出矿进路，出矿进路与矿房、矿柱分界线对齐，在出矿进路内，掘进受矿巷道，受矿巷道联通相邻的两条出矿进，在受矿巷道的中心位置掘进凿岩联络道，凿岩联络道与矿体下盘相连接，凿岩联络道正好位于矿房和矿柱的中部位置，在凿岩联络道内，沿着矿体的倾角向上凿岩巷道，凿岩巷道的上部与斜顶柱相连，沿着凿岩巷道在水平面上布置短溜井；

步骤c、切割

在矿房底部布置切割天井，以切割天井为自由面，布置切割槽，在凿岩巷道内布置上向扇形孔，以切割槽为自由面，对凿岩巷道进行压顶，爆破矿体下部5-8m形成v型堑沟；

步骤d、回采和充填

整个开采盘区分两步骤回采，一步骤回采矿房，二步骤回采矿柱，首先在v型堑沟内，在布置好的上向扇形孔中装药进行爆破，崩落矿石依靠重力集聚于v型堑沟内，通过布置在矿体下盘的短溜井落至受矿巷道内，铲运机进入受矿巷道，在受矿巷道内铲装矿石后，运至盘区溜井，完成出矿过程，矿体回采完成后，进行v型堑沟的回收，直至矿房内的v型堑沟回采完成，一步骤矿房回采完成后，采用充填体进行充填，在一步骤回采矿房充填体的保护下，二步骤回采矿柱，其回采工艺与一步骤回采矿房的工艺相同。

进一步地，所述步骤a中开采中段高度为30m，斜顶柱的厚度为5m，开采盘区的长度为100m~200m，盘区间柱的厚度为30m，在开采盘区内每隔15m划分矿房、矿柱。

进一步地，所述步骤b中沿着凿岩巷道在水平面上每隔20m的距离布置短溜井，一个采场布置2-3个短溜井，短溜井的间隔长度不超过20m。

进一步地，所述步骤c中上向扇形孔的排距0.8m，孔底距1.5m，每次爆破2-3排。

进一步地，所述步骤步骤c中v型堑沟高度为5m。

进一步地，所述步骤d中v型堑沟的回收方法为：在凿岩巷道内向巷道两侧下部布置平行孔，上部布置倾斜孔，排距0.5m，每次爆破1-2排，直至矿房内的v型堑沟回采完成。

进一步地，所述步骤d中充填体采用水泥：尾砂=1:12的胶结进行充填。

本发明的有益效果为：

（1）采用两步骤回采、v型堑沟短溜井落矿的空场嗣后充填采矿法，该方法非常适合缓倾斜中厚矿体的开采，采用由v型堑沟与短溜井组成的棋盘式底部结构实现了缓倾斜矿体崩落矿石靠自重搬运，v型堑沟、短溜井落矿和铲运机高效出矿，克服了缓倾斜矿体出矿难的问题；同时，该方法出矿时间短、开采安全性高、贫化损失小。

（2）在开采过程中，可以实现同时布置多个回采工作面，工作面之间相互不会产生影响，采用铲运机出矿，提高了出矿效率，缩短了矿房的回采时间，提高了矿房的生产能力，盘区生产能力可达500t/d。

（3）整个采准工程都布置在矿体下盘，且采用中深孔落矿，工人不进入空区作业，大大提高了生产的安全性，一步骤矿房采完后采用尾砂胶结充填，保障了二步骤矿柱回采的安全性。

附图说明

图1是图2的1-1剖面图；

图2是本发明一种适合缓倾斜中厚矿体的空场嗣后充填采矿法侧向投影图；

图3是本发明一种适合缓倾斜中厚矿体的空场嗣后充填采矿法正投影图。

图中：1、盘区间柱；2、矿房；3、矿柱；4、阶段运输平巷；5、出矿进路；6、受矿巷道；7、凿岩联络道；8、凿岩巷道；9、短溜井；10、切割天井；11、切割槽；12、上向扇形孔；13、平行孔；14、倾斜孔；15、v型堑沟；16、充填体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述。

如图1、图2、图3所示，一种适合缓倾斜中厚矿体的空场嗣后充填采矿法，包括如下步骤：

步骤a、将矿体沿着垂直方向划分开采中段，中段高度为30m，两个中段之间留设斜顶柱，斜顶柱的厚度为5m，在每个中段，沿着矿体的走向方向划分开采盘区，开采盘区的长度为100m~200m，在相邻开采盘区之间留设盘区间柱1，盘区间柱1的厚度为30m，在开采盘区内每隔15m划分矿房2、矿柱3，矿房2和矿柱3大小一致；

步骤b、采准工程布置

在矿体中段下盘底部位置设置阶段运输平巷4，在阶段运输平巷4内，每隔15-20m垂直于矿体掘进出矿进路5，出矿进路5与矿房2、矿柱3分界线对齐，在出矿进路5内，掘进受矿巷道6，受矿巷道6联通相邻的两条出矿进路5，在受矿巷道6的中心位置掘进凿岩联络道7，凿岩联络道7与矿体下盘相连接，凿岩联络道7正好位于矿房2和矿柱3的中部位置，在凿岩联络道7内，沿着矿体的倾角向上凿岩巷道8，凿岩巷道8的上部与斜顶柱相连，沿着凿岩巷道8在水平面上每隔20m的距离布置短溜井9，一个矿房布置2-3个短溜井9，短溜井9的间隔长度不超过20m；

步骤c、切割

在矿房2底部布置切割天井10，以切割天井10为自由面，布置切割槽11，在凿岩巷道8内布置上向扇形孔12，向扇形孔12的排距0.8m，孔底距1.5m，每次爆破2-3排，以切割槽11为自由面，对凿岩巷道8进行压顶，爆破矿体下部5-8m形成v型堑沟15，v型堑沟15高度为5m；

步骤d、回采和充填

整个开采盘区分两步骤回采，一步骤回采矿房2，二步骤回采矿柱3，首先在v型堑沟15内，在布置好的上向扇形孔12中装药进行爆破，崩落矿石依靠重力集聚于v型堑沟15内，通过布置在矿体下盘的短溜井9落至受矿巷道6内，铲运机进入受矿巷道6，在受矿巷道6内铲装矿石后，运至盘区溜井，完成出矿过程，矿体回采完成后，进行v型堑沟15的回收，v型堑沟15的回收方法为：在凿岩巷道8内向巷道两侧下部布置平行孔13，上部布置倾斜孔14，排距0.5m，每次爆破1-2排，直至矿房2内的v型堑沟15回采完成，直至矿房2内的v型堑沟15回采完成，一步骤矿房2回采完成后，采用充填体16进行充填，在一步骤回采矿房2充填体的保护下，二步骤回采矿柱3，其回采工艺与一步骤回采矿房2的工艺相同，充填体16采用水泥：尾砂=1:12的胶结进行充填。

采用本发明采矿法采场生产能力可达到200t/d，采矿损失率15%，贫化率8%。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。