本发明专利技术提供了一种基于上盘支护的下向进路充填及中深孔阶段嗣后充填协同采矿法，矿体倾斜，且矿体上盘破碎；包括如下步骤：将矿体划分为矿房和矿柱，且将矿块从上到下均分为N层；通过设置特定的脉外斜坡道作为采准工程，先采用下向进路充填法回采矿房，再采用上下同时爆破的中深孔嗣后充填法回采矿柱。本发明专利技术能够对矿体上盘进行多样化地有效支护，同时矿房采用下向进路开采能够保证进路顶板及两帮充填体稳定；矿柱采用中深孔崩落法，同时预置的聚氨酯发泡材料作为切割井，极大提高了采矿效率。斜坡道兼做开拓及采准工程，有效减少掘进工程量，缩短采矿准备时间，同时提高采矿效率，具有极高的推广应用价值。极高的推广应用价值。极高的推广应用价值。
【技术实现步骤摘要】
基于上盘支护的下向进路充填及中深孔阶段嗣后充填协同采矿法
[0001]本专利技术涉及矿体开采
，尤其涉及一种基于上盘支护的下向进路充填及中深孔阶段嗣后充填协同采矿法。
技术介绍
[0002]对于上盘破碎的倾斜厚大矿体的开采，通常采用上向进路采矿法。该类矿体通常倾角为40～55
°
、厚度为50～60m，上盘破碎是限制该类矿体高效开采的重要原因。上向进路采矿法通常是沿矿体走向划分矿块，矿块宽度为10m左右，长度为矿体的延伸长度。采准工程主要为分段运输巷和采场分层联络巷。采场从采场分层联络巷开始，由下盘至上盘掘进开采，随采随支护顶板，施工至采场上盘后对上盘围岩进行支护，最底层回采结束后进行充填，后转层开采上一分层。此类采矿方法采场顶板及上盘暴露面积不大，施工后能够及时对围岩进行支护，有利于保证采场施工安全。但随着我国浅部矿产资源的枯竭，矿山逐渐转入深部开采，高应力环境导致采场顶板安全隐患及采矿成本急剧增加，亟需寻找一种更加安全高效的采矿方法对深部资源进行回采。
[0003]授权公告号为CN112502709B的专利公开了一种垂直中深孔VCR落矿与爆后即时充填的预控顶智能采矿法，将矿体分为上盘VCR崩落区、下盘VCR崩落区和下盘侧崩区三个区域，采用VCR法对三个区域进行分采分充，即对上盘VCR崩落区采用一次爆破崩落并胶结充填，对下盘VCR崩落区采用分排VCR爆破落矿与胶结充填交替方式进行回采，对下盘侧崩区采用分排爆破侧向崩矿与一次嗣后胶结充填方式进行回采。该方法能够在一定程度上提高生产效率并保证采场顶板安全。但仍存在以下弊端：(1)上盘VCR崩落区回采时未对上盘围岩进行支护，在出矿时容易因上盘围岩脱落导致矿石贫化率增加，且大面积冒落的上盘围岩容易将矿石覆盖导致损失率增加；(2)由于采场高度较大及回采爆破扰动，已回采的相邻矿房充填体大面积剥落，造成矿石贫化率增加；(3)遥控铲运机技术尚不成熟，出矿效率尚待验证。
[0004]授权公告号为CN110219650B的专利公开了一种环境再造阶段深孔嗣后充填采矿法，将矿体划分为盘区和矿块，矿块内划分为一步骤和二步骤采场分两步进行回采。首先采用进路式充填法回采一步骤采场与二步骤采场上部顶柱范围内矿体、二步骤采场底部的矿体，并采用高强度胶结充填体充填，然后采用进路式充填法回采一步骤采场及二步骤采场上盘矿体，最后采用阶段深孔嗣后充填法回采二步骤采场。该方法的不足之处在于：(1)采准工程包括分段运输平巷、溜矿井、集矿堑沟以及脉外斜坡道等，采准工程工作量较大；(2)一步骤进路充填时未对两帮采取防护措施，二步骤开采时会对充填体造成扰动致使其脱落，存在安全隐患及提高矿石贫化率；(3)二步骤的开采采用传统的深孔嗣后充填采矿法，开采效率低。
[0005]有鉴于此，有必要设计一种改进的基于上盘支护的下向进路充填及中深孔阶段嗣后充填协同采矿法，以解决上述问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种基于上盘支护的下向进路充填及中深孔阶段嗣后充填协同采矿法，能够对矿体上盘进行多样化地有效支护，同时矿房采用下向进路开采能够保证进路顶板及两帮充填体稳定；矿柱采用中深孔崩落法，同时预置的聚氨酯发泡材料作为切割井，极大提高了采矿效率。斜坡道兼做开拓及采准工程，有效减少掘进工程量，缩短采矿准备时间，同时提高采矿效率，具有极高的推广应用价值。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种基于上盘支护的下向进路充填及中深孔阶段嗣后充填协同采矿法，矿体倾斜，且矿体上盘破碎；包括如下步骤：
[0008]S1.沿矿体走向将矿体划分为若干个矿块，以矿块为单元回采；矿块内垂直于矿体走向间隔划分为矿房和矿柱，且将矿块从上到下均分为N层；
[0009]S2.在矿体下盘一侧沿矿体走向施工预设坡度的脉外斜坡道；所述脉外斜坡道的竖直高度等于矿块高度，且确保从所述脉外斜坡道垂直矿体走向施工的每层的水平换层联络道均与一条随机的所述矿房相对应；
[0010]S3.从所述脉外斜坡道垂直矿体走向施工第一层的水平换层联络道至所述下盘；继续掘进与第一层的所述水平换层联络道相对应的所述矿房至上盘；在所述上盘处沿矿体走向掘进上盘沿脉直至矿体两侧，随采随支护；从所述上盘向所述下盘掘进第一层中剩余的所述矿房至距离所述下盘预设距离处后进行充填；掘进的第一条所述矿房充填至距离所述下盘预设距离处；在充填前，在所述上盘沿脉中远离所述上盘一侧的所述矿柱中心轴线处固定作为补偿空间的聚氨酯切割井；
[0011]S4.重复步骤S3，利用下向进路充填采矿法回采并充填第2～(N
‑
1)层的矿房，每层的矿房均回采并充填至所述下盘处；
[0012]S5.重复步骤S3回采并充填第N层的所述矿房；
[0013]S6.在第一层的所述下盘处沿矿体走向掘进下盘沿脉直至矿体两侧，所述下盘沿脉的宽度等于步骤S3中的预设距离；接着从所述下盘沿脉垂直于矿体走向掘进所述矿柱；
[0014]S7.重复步骤S6，掘进第N层的所述矿柱，第N层的所述矿柱开采中间部分，预留两侧用于支撑上方的矿体；
[0015]S8.从第2层和第(N
‑
1)层相向而行同时回采所述矿柱；回采完毕后，一并充填所有的所述矿柱。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中，每层的所述水平换层联络道的长度相等；所述脉外斜坡道与水平面的夹角为θ，
[0017][0018]其中，H为每一分层的高度；
[0019]L1为每一个矿房的宽度；
[0020]L2为每一个矿柱的宽度。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，步骤S3中，所述聚氨酯切割井的形状为圆柱体；所述聚氨酯切割井的倾斜角度与矿体的倾角相同。
[0022]作为本专利技术的进一步改进，步骤S3中，所述上盘沿脉的支护结构包括设置于所述上盘岩层中的上盘锚索、设置于所述上盘沿脉边帮上的勾花网以及竖直设置于所述上盘沿
脉中的吊筋。
[0023]作为本专利技术的进一步改进，步骤S3中，所述上盘沿脉随采随支护包括如下步骤：
[0024]S31.随着所述上盘沿脉施工，在所述上盘的岩层中施工垂直于所述上盘的所述上盘锚索；
[0025]S32.在所述上盘沿脉远离所述上盘一侧的边帮上固定所述勾花网；
[0026]S33.在所述上盘沿脉中设置竖直方向的吊筋；所述吊筋、所述上盘锚索和所述勾花网之间相互连接。
[0027]作为本专利技术的进一步改进，步骤S8具体为：
[0028]S81.垂直矿体走向将每一个所述矿柱从所述上盘至所述下盘分为M列；
[0029]S82.分别在第一列的上下两侧设置炮孔，相向而行同时掘进；掘进完成后再掘进第二列，直至掘进至第M列；
[0030]间隔设置的所述矿柱同时开采。
[0031]作为本专利技术的进一步改进，下方采用上向扇形中深孔形式进行爆破，上方采用下向平行中深孔形式进行爆破。
[0032]作为本专利技术的进一步改进，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于上盘支护的下向进路充填及中深孔阶段嗣后充填协同采矿法，其特征在于，矿体倾斜，且矿体上盘破碎；包括如下步骤：S1.沿矿体走向将矿体划分为若干个矿块，以矿块为单元回采；矿块内垂直于矿体走向间隔划分为矿房和矿柱，且将矿块从上到下均分为N层；S2.在矿体下盘一侧沿矿体走向施工预设坡度的脉外斜坡道；所述脉外斜坡道的竖直高度等于矿块高度，且确保从所述脉外斜坡道垂直矿体走向施工的每层的水平换层联络道均与一条随机的所述矿房相对应；S3.从所述脉外斜坡道垂直矿体走向施工第一层的水平换层联络道至所述下盘；继续掘进与第一层的所述水平换层联络道相对应的所述矿房至上盘；在所述上盘处沿矿体走向掘进上盘沿脉直至矿体两侧，随采随支护；从所述上盘向所述下盘掘进第一层中剩余的所述矿房至距离所述下盘预设距离处后进行充填；掘进的第一条所述矿房充填至距离所述下盘预设距离处；在充填前，在所述上盘沿脉中远离所述上盘一侧的所述矿柱中心轴线处固定作为补偿空间的聚氨酯切割井；S4.重复步骤S3，利用下向进路充填采矿法回采并充填第2～(N
‑
1)层的矿房，每层的矿房均回采并充填至所述下盘处；S5.重复步骤S3回采并充填第N层的所述矿房；S6.在第一层的所述下盘处沿矿体走向掘进下盘沿脉直至矿体两侧，所述下盘沿脉的宽度等于步骤S3中的预设距离；接着从所述下盘沿脉垂直于矿体走向掘进所述矿柱；S7.重复步骤S6，掘进第N层的所述矿柱，第N层的所述矿柱开采中间部分，预留两侧用于支撑上方的矿体；S8.从第2层和第(N
‑
1)层相向而行同时回采所述矿柱；回采完毕后，一并充填所有的所述矿柱。2.根据权利要求1所述的基于上盘支护的下向进路充填及中深孔阶段嗣后充填协同采矿法，其特征在于，步骤S2中，每层的所述水平换层联络道的长度相等；所述脉外斜坡道与水平面的夹角为θ，其中，H为每一分层的高度；L1为每一个矿房的宽度；L2为每一个矿柱的宽度。3.根据权利要求1所述的基于上盘支护的下向进路充填及中深孔阶段嗣后充填协同采矿法，其特征在于，步骤S3中，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝英杰，齐兆军，刘焕新，安智海，朱明德，侯奎奎，王春龙，李桂林，尹延天，张皓钦，
申请(专利权)人：山东黄金矿业科技有限公司深井开采实验室分公司，
类型：发明
国别省市：
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