本发明专利技术提供了一种顶板再造联合侧帮强化的极破碎矿体大结构充填采矿法，将采场划分为若干中段采场，中段采场内分步骤回采；首先采用下向进路充填采矿法回采分段的顶部，构筑人工假顶，并在二步骤采场内采用注浆锚索对一步骤采场的两帮支护，采用上向分段充填法对一步骤采场进行回采，一步骤采场完成回采并充填完成后，对二步骤采场采用分段凿岩阶段空场嗣后充填法进行回采，在人工假顶、注浆锚索强化侧帮以及高强度充填体的作用下，实现了二步骤采场全部矿体的上向中深孔高效回采。本方法通过构筑人工假顶、注浆锚索强化侧帮或高强度充填体的方式来重构极破碎矿体的回采环境，保障了采场的回采安全，提高了极破碎矿体的生产能力。力。力。
【技术实现步骤摘要】
顶板再造联合侧帮强化的极破碎矿体大结构充填采矿法
[0001]本专利技术涉及采矿
，尤其涉及一种顶板再造联合侧帮强化的极破碎矿体大结构充填采矿法。
技术介绍
[0002]随着矿产资源的日益枯竭，国内外矿产资源开发步入深部开采阶段，而矿体埋深不断增加，地应力也在显著上升，而许多矿山的矿岩在高应力作用下变得极度破碎，属于岩体质量分级系统(RMR系统)中的IV级或V级岩体；这种极破碎矿体一旦揭露，采场极易发生垮塌、冒落等，这给传统的采矿方法带来了极大的安全生产隐患。针对当前深部极破碎矿岩矿山开采面临的困难，亟需研发安全高效的新型采矿技术。
[0003]目前，针对极破碎厚大矿体的回采，常采用崩落法或进路式充填采矿法。崩落法具有采场生产能力大、采场布置结构简单等优点，但其无法有效控制矿石损失贫化，且大规模采用崩落法开采，必然会导致地表沉降变形和塌陷，且回采深度越深，地表沉降变形和塌陷范围越大，对环境造成的破坏也越大，故目前崩落法适用范围越来越小。传统的进路式充填采矿法包括上向进路充填采矿法和下向进路充填采矿法，上向进路充填法是一种自下而上、以巷道进路方式回采并充填的采矿方法，其使用的基本条件是矿、岩均不稳固但矿体能基本保证回采进路的稳定；下向进路充填法是一种自上而下顺序分层回采、分层充填，以巷道进路方式在分层的人工假顶保护下进行作业的采矿方法，其适用于矿、岩均特别破碎而其他充填法难以顺利开采的矿体或矿岩破碎的高品位矿体。上述两种进路式采矿法，能解决矿岩破碎矿体回采时的安全问题，保证人员设备的作业安全，但其最大的缺点是以巷道掘进的方式进行回采，浅孔凿岩爆破，即便是采用全盘区机械化设备进行作业，其采场及盘区生产能力仍较小，对于现今大型特大型矿上动辄数百上千万吨设计生产能力来说，其无法有效保证矿山生产能力。
[0004]另外，国内外针对破碎矿体也提出了一些新型的采矿方法，如专利技术专利(公告号为CN110219650 B)公开的一种环境再造阶段深孔嗣后充填采矿法，将矿块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以及上盘矿体，最后采用阶段深孔嗣后充填法回采二步骤采场，虽然此方法可以改善破碎矿体回采安全作业条件，但大部分矿体仍采用进路式充填法回采，生产能力低，回采成本高，二步骤采场准备时间长，显然仅适用于高价值小型矿山。专利技术专利(公告号为CN 102606159B)公开了一种中厚急倾斜破碎矿体框架式人工假顶下向分段胶结充填法，首先构筑人工假顶，随后在假顶下采用分段充填法回采矿体，此方法在一定程度上提高了生产能力也保证了回采安全，但矿房矿柱均需构筑假顶，且均采用遥控铲运机出矿，生产能力与回采成本均受到限制，且矿房均需采用较高强度的充填体充填，从而进一步提高了回采成本，另外仅考虑采场顶板的岩层加固，对于破碎矿体的回采，采场两帮也是极不稳固的，无法保证极破碎矿体的安全回采。专利技术专利(申请号为CN 201310052479.9)公开了一种倾斜破碎矿体分段顶板再造中深孔落矿充填采矿法，专利技术专
利(申请号为CN 202210788536.9)公开了一种高应力中厚破碎矿体采矿方法，上述两种方法虽然采用了岩层加固手段对破碎矿岩进行加固，但均未考虑到回采过程中极破碎围岩采场侧帮的稳定性。
[0005]有鉴于此，有必要设计一种改进的顶板再造联合侧帮强化的极破碎矿体大结构充填采矿法，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顶板再造联合侧帮强化的极破碎矿体大结构充填采矿法，针对极破碎矿体的开采难题，通过构筑人工假顶，采用注浆锚索强化采场侧帮，以使采场在人工假顶与注浆锚索强化侧帮的条件下实现中深孔回采，使原来极破碎矿岩变为更稳固的开采环境，以保证极破碎矿体开采的安全性，提高其开采效率。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种顶板再造联合侧帮强化的极破碎矿体大结构充填采矿法，包括以下步骤：
[0008]S1、将待开采的矿体沿垂直矿体走向布置采场，采场长度为矿体厚度；将采场在高度方向上划分为若干中段采场，所述中段采场内设置上下两个分段，所述中段采场分步骤回采，在其宽度方向间隔布置一步骤采场与二步骤采场；
[0009]S2、将所述中段采场的上分段顶部及一步骤采场的下分段顶部采用下向进路充填采矿法回采，并构筑人工假顶；在所述一步骤采场的各分段底部中间位置施工一步骤采场分段凿岩巷道，在所述一步骤分段凿岩巷道内间隔布置护帮硐室；所述护帮硐室由所述一步骤采场向其左右两侧延伸至所述二步骤采场内，且超出一步骤采场边界1～1.5m；在所述护帮硐室延伸至所述二步骤采场的区域内布置上向扇形注浆锚索，并在所述注浆锚索施工完成后将所述护帮硐室延伸至所述二步骤采场的区域内进行砌筑充填；
[0010]S3、对所述一步骤采场进行回采，先回采其下分段内的矿体，完成充填后再以下分段顶部的人工假顶作为工作平台，回采上分段的矿体，回采完成后充填；相邻的所述一步骤采场比所述二步骤采场优先完成回采与充填；
[0011]S4、对所述二步骤采场进行回采，所述二步骤采场采用上下分段阶梯式同时回采，且上分段超前下分段，同一所述二步骤采场的上下分段采场均回采完成后，进行所述二步骤采场的充填；
[0012]S5、将最下部的所述中段采场通过分步骤回采并充填完成后，继续重复步骤S2～步骤S4由下往上依次开采中段采场，直至完成整个采场的回采。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述中段采场的高度为36～44m，两个分段的高度为18～22m，所述一步骤采场的宽度为6～8m，所述二步骤采场的宽度为12～14m。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述人工假顶的厚度为6～8m，在所述一步骤分段凿岩巷道同一侧的所述护帮硐室的间距为15～25m。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述一步骤采场的采用的充填体强度为1.5～3.0MPa，所述二步骤采场采用的充填体强度为0.5～3.0MPa，所述人工假顶的充填体强度不低于5MPa。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，在步骤S2开始回采前，对所述矿体进行采准切割工程，包括出矿巷道、受矿巷道、出矿进路、一步骤分段凿岩巷道、二步骤分段凿岩巷道、中段运输
巷道、分段运输巷道、采场联络道、溜矿联络道、护帮硐室。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，所述一步骤采场与所述二步骤采场均采用上向扇形中深孔炮孔进行崩矿，所述一步骤采场的上下分段均采用平底式底部结构出矿，所述二步骤采场采用堑沟式底部结构出矿。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，所述一步骤分段凿岩巷道内布设上向扇形中深孔炮孔进行崩矿；所述二步骤采场的上分段底部中间位置设有二步骤分段凿岩巷道，所述二步骤分段凿岩巷道内布置上向扇形中深孔炮孔进行崩矿回采；所述二步骤采场的下分段底部左右两侧分别设有受矿巷道与出矿巷道，所述出矿巷道与受矿巷道之间间隔布置出矿进路，从受矿巷道内布置上向扇形中深孔炮孔，形成堑沟底本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种顶板再造联合侧帮强化的极破碎矿体大结构充填采矿法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将待开采的矿体沿垂直矿体走向布置采场，采场长度为矿体厚度；将采场在高度方向上划分为若干中段采场，所述中段采场内设置上下两个分段，所述中段采场分步骤回采，在其宽度方向间隔布置一步骤采场与二步骤采场；S2、将所述中段采场的上分段顶部及一步骤采场的下分段顶部采用下向进路充填采矿法回采，并构筑人工假顶；在所述一步骤采场的各分段底部中间位置施工一步骤采场分段凿岩巷道，在所述一步骤分段凿岩巷道内间隔布置护帮硐室；所述护帮硐室由所述一步骤采场向其左右两侧延伸至所述二步骤采场内，且超出一步骤采场边界1～1.5m；在所述护帮硐室延伸至所述二步骤采场的区域内布置上向扇形注浆锚索，并将所述护帮硐室延伸至所述二步骤采场的区域内进行砌筑充填；S3、对所述一步骤采场进行回采，先回采其下分段内的矿体，完成充填后再以下分段顶部的人工假顶作为工作平台，回采上分段的矿体，回采完成后充填；相邻的所述一步骤采场比所述二步骤采场优先完成回采与充填；S4、对所述二步骤采场进行回采，所述二步骤采场采用上下分段阶梯式同时回采，且上分段超前下分段，同一所述二步骤采场的上下分段采场均回采完成后，进行所述二步骤采场的充填；S5、将最下部的所述中段采场通过分步骤回采并充填完成后，继续重复步骤S2～步骤S4由下往上依次开采中段采场，直至完成整个采场的回采。2.根据权利要求1所述的顶板再造联合侧帮强化的极破碎矿体大结构充填采矿法，其特征在于，所述中段采场的高度为36～44m，两个分段的高度为18～22m，所述一步骤采场的宽度为6～8m，所述二步骤采场的宽度为12～14m。3.根据权利要求1所述的顶板再造联合侧帮强化的极破碎矿体大结构充填采矿法，其特征在于，所述人工假顶的厚度为6～8m，在所述一步骤分段凿岩巷道同一侧的所述护帮硐室的间距为15～25m。4.根据权利要求1所述的顶板再造联合侧帮强化的极破碎矿体大结构充填采矿法，其特征在于，所述一步骤采场的采用的充填体强度为1.5～3.0MPa，所述二步骤采场采用的充填体强度为0.5～3.0MPa，所述人工假顶的充填体强度不低于5MPa。5.根据权利要求1所述的顶...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚永超，张芫涛，朱晨迪，陆锦涛，欧任泽，林卫星，周礼，孙健，万孝衡，梁巨理，孙远江，
申请(专利权)人：长沙矿山研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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