大规模采场底柱超前回收方法技术

本发明专利技术公开了一种大规模采场底柱超前回收方法，其包括：首先对矿体进行中段划分，将上下相邻中段的采场区域交错设置；然后在上下相邻中段中，当上中段采场回采充填完之后，沿矿体高度方向自下往上对上中段的采场底柱进行分层，并在底柱顶部留设护顶矿；采场底柱分层包括水平矿柱假顶构筑层及桃型矿柱堑沟结构层，其中，水平矿柱假顶构筑层至少包括进路沿矿体走向布置的第一分层；最后自下往上对采场底柱分层进行回采充填。不仅改善了人工假顶的荷载状况，提高了大跨度人工假顶的安全性和可靠性；还为采场底柱资源的超前回采提供了安全技术保证，节约了采矿投入成本；有效缓解了矿山停产造成的生产困境，实现了矿山大规模正常开采的顺利衔接。开采的顺利衔接。开采的顺利衔接。

【技术实现步骤摘要】
大规模采场底柱超前回收方法


[0001]本专利技术涉及矿山回采
，特别是涉及一种大规模采场底柱超前回收方法。

技术介绍

[0002]目前对于矿岩稳固的厚大规模矿体一般采用有底柱阶段空场嗣后充填法开采，采用中深孔或大直径深孔大规模爆破落矿，大斗容铲运机在堑沟底部结构中快速铲装出矿，回采完后对采场空区进行尾砂胶结或非胶结充填，生产中可以多中段多区域同时作业或中段矿体回采完毕、相邻下中段开拓到位后再转入下中段采矿作业，而对于上下中段之间留设的采场底柱则是安排在上下相邻两个中段采场均回采完毕再进行设计回收，这样做既是因为采场底柱可以有效隔断上下中段生产区域，方便矿山多中段组织生产，同时采场底柱可以有效承载上中段采场充填体，提高生产中段矿体开采的安全性，但是对于局部采场底柱资源品位较高、需要短期内快速回收高品位矿产资源的情形而言就显得力不从心，由于一般是在上下中段采场均回采充填完毕才着手回收上中段采场底柱，无形中拉长了对高品位矿体资源的压占时间，极大耽误了矿山生产任务的灵活调整，尤其无法满足矿山在地质资源禀赋差、年度金属量完成不足或金属价格高位时期企业超常规运营的特殊需求。
[0003]专利申请号CN03124493.9的专利文件提供一种顶底柱超前回采深孔落矿连续采矿法，先将矿体划分为盘区，然后划分为矿段，以矿段为回采单元，在矿段中的顶柱与底柱的部位，用浅孔落矿法分别回采一个分层，然后，用混凝土充填分层空区，形成人工顶柱和人工底柱，在人工顶柱下面形成深孔凿岩硐室，在人工底柱的上部，形成深孔落矿的补偿空间和自由面；在凿岩硐室中钻凿下向大直径深孔；随后深孔落矿，矿段的大量放矿结束后，通过人工顶柱中的充填小井下放充填料充填采空区，充填结束随即转入下一矿段的回采。
[0004]可以看出，底柱超前开采可能造成下中段生产时需要留设一定厚度的采场顶柱或者通过混凝土构建人工假顶又会造成采矿分摊成本过高、人工顶板安全稳定性欠佳等系列问题，这些都在一定程度上破坏了矿山原本形成的大规模高效开采的良好形势，对矿山未来的正常发展和安全生产造成不利影响。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种大规模采场底柱超前回收方法，能够改善了人工假顶的荷载状况，提高了大跨度人工假顶的安全性和可靠性，并节约采矿投入成本，缓解矿山停产造成的生产困境，消除工艺改变对现有生产秩序的干扰，实现矿山大规模正常开采的顺利衔接。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：提供一种大规模采场底柱超前回收方法，其包括：
[0007]对矿体进行中段划分，将上下相邻中段的采场区域交错设置；
[0008]在上下相邻中段中，当上中段采场回采充填完之后，沿矿体高度方向自下往上对上中段采场的采场底柱进行分层，并在底柱顶部留设护顶矿；采场底柱分层包括靠近上中
段采场的桃型矿柱堑沟结构层及靠近相邻下中段预设采场的水平矿柱假顶构筑层，其中，水平矿柱假顶构筑层至少包括进路沿矿体走向布置的第一分层，桃型矿柱堑沟结构层中的分层进路均垂直于矿体走向布置；
[0009]自下往上对采场底柱分层进行回采充填。
[0010]优选的，每一个中段采场分别划分为矿房采场、间柱采场以及矿柱采场，其中，上中段水平矿柱假顶构筑层中的穿脉运输巷对应设置在相邻下中段预设矿柱采场的上方。
[0011]优选的，靠近采场存隆矿下方的分层区域中预留存隆矿矿柱。
[0012]优选的，所述水平矿柱假顶构筑层还包括第二分层，所述第二分层进路充填体与第一分层进路充填体之间呈锯齿形衔接。
[0013]优选的，当第二分层顶部与采场存隆矿之间高度间隔小于单元进路高度时，第二分层的进路垂直于矿体走向布置；当第二分层顶部与采场存隆矿之间高度间隔不小于单元进路高度时，第二分层的进路沿矿体走向布置。
[0014]优选的，上中段水平矿柱假顶构筑层的回采边界大于相邻下中段预设采场的回采边界。
[0015]优选的，根据相邻下中段预设采场的回采边界，所述水平矿柱假顶构筑层在上下盘近矿围岩中沿矿体走向额外开挖多条进路，或垂直于矿体走向超挖设定长度。
[0016]优选的，所述水平矿柱假顶构筑层中的充填体强度高于桃型矿柱堑沟结构层的的充填体强度。
[0017]优选的，所述水平矿柱假顶构筑层中至少第一分层的进路中设置有包绕式钢筋层。
[0018]优选的，第一分层的进路中，一步骤进路充填体中的钢筋通过二次揭露的方式与二步骤进路充填体中的钢筋焊接形成一个整体钢筋网。
[0019]本专利技术的有益效果是：
[0020]本专利技术通过将上下相邻中段的采场区域交错设置，使上中段采场的充填结构体与相邻下中段预设采场交错设置，改善了人工假顶的荷载状况，提高了相邻下中段预设采场在同等假顶条件下的顶板稳定性，还避免了充填体重心整体下滑的风险；同时，通过在靠近相邻下中段预设采场位置设置进路沿矿体走向布置的第一分层，实现对相邻下中段预设采场跨度上的顶部梁板承载功能，为相邻下中段采场的安全回采和上中段采场底柱资源的超前回采提供了安全技术保证；且相较现有混凝土假顶而言，采用充填料浆对水平矿柱假顶构筑层进行充填构顶，还极大的节约了采矿投入成本；本专利技术通过对上中段采场底柱进行超前回采，不仅有效缓解了矿山停产造成的生产困境，还有力消除了工艺改变对现有生产秩序的干扰，实现了矿山大规模正常开采的顺利衔接。
[0021]本专利技术为进一步保证水平矿柱假顶构筑层结构的稳固性，基于矿柱采场是下中段采场中最后回采的部分，将上中段采场底柱中的穿脉运输巷对应设置在相邻下中段预设矿柱采场的上方，使相邻下中段预设矿柱采场在预设矿房采场及预设间柱采场的回采过程中，为其上中段底柱中的穿脉运输巷提供支撑约束，降低穿脉运输巷道位置的纵向充填接缝对未来相邻下中段采场回采工作的不利影响。
[0022]本专利技术设置第二分层中相邻进路底板水平错开0.5m，具体是在对第二分层进路回采时，在一步骤矿房回采的过程中，将底板向下开挖，即向第一分层中的充填体中开槽深度
为0.5m的底槽，使矿房采场的进路充填体部分充填至第一分层中，第一分层和第二分层的进路充填体之间呈锯齿形衔接，从而增加上下分层之间的咬合度，增强水平矿柱假顶构筑层的整体性，提高了大跨度人工假顶的安全性和可靠性。
[0023]本专利技术在靠近采场存隆矿下方的分层区域中设有预留矿柱，具体是在第二分层相对采场存隆矿的正下方预留有垂直于矿体走向的矿柱，用于对上方的采场存隆矿进行稳定性支撑，保证采场存隆矿的稳定性。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例采用大规模采场底柱超前回收方法对上下相邻中段中上中段采场底柱进行回采的纵向剖面示意图。
[0025]图2为沿图1中
Ⅱ‑Ⅱ
的剖视图。
[0026]图3为沿图1中
Ⅲ‑Ⅲ
的剖视图。
[0027]图4为沿图1中
Ⅳ‑Ⅳ
的剖视图。
[0028]图5为沿图1中
Ⅴ‑Ⅴ<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大规模采场底柱超前回收方法，其特征在于，包括：对矿体进行中段划分，将上下相邻中段的采场区域交错设置；在上下相邻中段中，当上中段采场回采充填完之后，沿矿体高度方向自下往上对上中段采场的采场底柱进行分层，并在底柱顶部留设护顶矿；采场底柱分层包括靠近上中段采场的桃型矿柱堑沟结构层及靠近相邻下中段预设采场的水平矿柱假顶构筑层，其中，水平矿柱假顶构筑层至少包括进路沿矿体走向布置的第一分层，桃型矿柱堑沟结构层中的分层进路均垂直于矿体走向布置；自下往上对采场底柱分层进行回采充填。2.根据权利要求1所述的大规模采场底柱超前回收方法，其特征在于，每一个中段采场分别划分为矿房采场、间柱采场以及矿柱采场，其中，上中段水平矿柱假顶构筑层中的穿脉运输巷对应设置在相邻下中段预设矿柱采场的上方。3.根据权利要求1所述的大规模采场底柱超前回收方法，其特征在于，靠近采场存隆矿下方的分层区域中预留存隆矿矿柱。4.根据权利要求1所述的大规模采场底柱超前回收方法，其特征在于，所述水平矿柱假顶构筑层还包括第二分层，所述第二分层进路充填体与第一分层进路充填体之间呈锯齿形衔接。5.根据权利要求4所述的大规模采场底柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯福康，林卫星，欧任泽，刘奇，王亚军，李晓辉，钟周颖，
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：