一种机械化分段空场嗣后充填法矿柱的回采方法

4.5m，高4-5m，条带进路与矿房充填体间留设0.5-0.7m宽的矿壁。
12.进一步的，所述步骤s2中条带底层采用尾砂、废石充填，随后充填0.5m厚度的胶结面层，面层抗压强度1.5-2mpa；从矿柱内布置的充填井(或充填钻孔)至条带进路分层，每一分层回采结束后进行充填。
13.进一步的，所述步骤s3中第一分层回采结束后充填高度为2.5-3.5m，留1.5m的高度作为上分层爆破的自由面和补偿空间。
14.进一步的，所述步骤s1中矿柱根据矿块布置，相邻的两条间柱和之间的底柱作为一个回采单元。
15.进一步的，采用铲运机出矿，运至分段溜井，矿石经溜井到达中断，再由中段有轨设备运至主井提升系统；在距离溜井较远的部位或地段，可采用15-20t卡车配合铲运机出矿。
16.进一步的，采用进路式上向分层充填法回采，回采工作面为独头巷道，采用抽压混合通风，污风由分段采准干线进入回风系统。
17.本发明的有益效果是：
18.本发明涉及一种机械化分段空场嗣后充填法矿柱的回采方法，基于分段空场嗣后充填采矿法在矿房回采充填结束后，对矿房之间的矿柱采用进路式上向分层充填的方法进行回采；从沿脉采准干线按5％-15％向下的坡度布置回采联道至间柱，在矿房相邻的两条间柱及之间的顶底柱内各布置一条回采进路，达到安全回采的目的。本发明所述方法在矿房回采、充填结束的基础上，对矿柱进行回采，以减少矿石的损失，提高对矿石的回采率。
19.本发明所述的借助充填采矿工艺来回采矿柱的方法相比于传统的矿柱回采方法，本发明采用的矿柱回采单元划分、上向分层回采与充填技术，在保证矿山开采效率的同时，实现了矿山采矿区内的资源最大化利用；同时具有以下有益效果：
20.提高了资源回采率：传统机械化分段空场嗣后充填法矿柱作为永久损失，无法回采，矿石损失率大。而本发明的回采矿柱的采矿方法采用上向条带进路分层充填法回采矿柱，可以回采部分矿柱资源，提高了资源回采率；
21.创造了经济和社会效益：而本发明的回采矿柱的采矿方法一方面充分利用了机械化分段空场嗣后充填法布置的采准工程，降低了采准工程量，各分层充填底层采用非胶结尾砂、废石充填，成本低，矿柱回采成本低，不仅为矿山创造经济效益，延长了矿山服务年限。
22.矿柱回采的安全性：矿柱的回采必然会再次打破已经平衡了的应力环境，造成矿柱上部顶板应力转移，边部产生应力集中，集中应力进而影响采场内尾砂的侧向压力进一步加大。进路式条带作为一种小暴露空间的开采方法，可减少开挖扰动造成的应力变化，并且两侧预留帮壁限制了尾砂垮落，并支撑尾砂的侧向压力，保证了矿柱回采时的安全。
23.提高回采品位：上向分层进路条带法的特点，使得在回采工作面可将夹石与矿石分出；同时，在矿体边界形态不规整的情况下，条带进路能很好地适应不规则矿体形状，进而降低了贫化提高了矿石的回采品位，提高经济效益。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的
附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明所述方法的工况平面示意图；
26.图2为本发明所述方法的工况横剖面示意图；
27.图3为本发明所述方法的工况纵剖面示意图。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
29.实施例1
30.如图1所示
31.如本实施例所述的一种机械化分段空场嗣后充填法矿柱回采的方法，具有包括以下步骤：
32.矿柱、进路条带结构及参数：矿柱垂直矿体走向和沿矿体走向布置，根据矿柱走向对条带进行布置，矿柱宽5m，垂直厚度20m；进路条带第一分层回采高度5m，其他分层回采高度4m，宽3.6m，每层进路条带两侧预留0.7m宽的矿柱。
33.采准工程布置：原工程概况，在矿体底盘每一分段布置采准干线、出矿进路和凿岩平巷。在此基础上，本发明在每一分段矿柱所对应采准干线位置按5％-13％分别向下和向上的坡度施工回采联道至间隔矿柱。每一条回采联道垂直矿体走向，并分别担负两侧沿走向布置的矿柱回采。充填井布置在矿柱上盘部位，并穿过矿柱至每分层条带进路，每分层回采结束后可进行充填。
34.回采：以间柱和两侧顶底柱一半的范围为回采区域。回采时，由采准干线布置回采联道至垂直走向矿柱，当垂直走向矿柱回采至沿走向矿柱时，转向回采区域内的沿走向矿柱进行回采，当回采区域内沿走向矿柱回采结束后，进行充填。随后再进行垂直走向的矿柱回采。
35.矿柱采用单步骤分层回采，第一分层回采高度5m，其它分层回采高度为4m，第一分层回采结束后充填高度3m，预留2m高的空间作为上向分层回采浅孔爆破时的补偿空间。
36.待充填体强度达到要求，再进行上向分层的回采。上向分层回采时，需要对脉外回采联道进行刷顶挑高，并用挑高围岩渣进行垫底，形成上向分层回采联道。
37.充填：条带采用尾砂、废石进行非胶结充填，面层采用胶结充填，胶结面层厚度0.5m，7d面层抗压强度1.5mpa。
38.实施例2
39.如本实施例所述的一种机械化分段空场嗣后充填法矿柱回采的方法，具有包括以下步骤：
40.矿柱、进路条带结构及参数：矿柱垂直矿体走向和沿矿体走向布置，根据矿柱走向对条带进行布置，矿柱宽5m，垂直厚度20m；进路条带分层高4m，宽4m，每层进路条带两侧预
留0.5m宽的矿柱。
41.采准工程布置：在原工艺采场回采时，在矿体底盘每一分段布置采准干线、出矿进路和凿岩平巷。借助原有采准干线对应矿柱位置，按5％-13％分别向下和向上的坡度施工回采联道至间隔矿柱。每一条回采联道分别担负两侧沿走向布置的矿柱一半的回采范围。充填井布置在矿柱上盘部位，每分层回采结束后可进行充填。
42.回采：以间柱和两侧顶底柱一半的范围为回采区域。回采时，由采准干线布置回采联道至垂直走向矿柱，当垂直走向矿柱(间柱)回采至沿走向矿柱时，转向回采区域内的沿走向矿柱进行回采，当回采区域内沿走向矿柱(顶底柱)回采结束后，进行充填。随后再进行垂直走向的矿柱回采。
43.上向分层回采，第一分层回采高度5m，其它分层根据矿体倾角情况开掘切割巷道或以前一个分层充填时预留空间为补偿空间进行爆破回采，分层高度为4m；第一分层回采结束后充填高度3.5m，预留1.5m高的空间作为上向分层回采浅孔爆破时的补偿空间。
44.待充填体强度达到要求，再进行上向分层的回采。上向分层回采时，需要对脉外回采联道进行刷顶挑高，并用挑高围岩渣进行垫底，形成上向分层回采联道。
45.充填：条带采用尾砂、废石进行非胶结充填，面层采用胶结充填，胶结面层厚度0.5m，7d面层抗压强度2mpa；第一分层回采高度5m,充填高度3.5m。
46.实施例3
47.一种机械化分段空场嗣后充填法矿柱回采的方法，包括以下几个步骤：
48.矿柱布置形式：根据空场嗣后充填法采场的布置和回采方式，矿柱分别呈垂直走向和沿走向布置。矿柱宽8m，平均垂直厚度21m。
49.采准工程布置及回采区域划分：原空场嗣后充填法在回采过程中，各分段采场底部均布置采准干线、出矿进路和底部凿岩巷道。矿柱的回采借助原回采工艺中采准干线在对预留矿柱对应位置处，按5-13％坡度向下和向上布置回采联道至垂直走向的矿柱。在矿柱底部布置进路式条带，对矿柱进行回采。并以每一条垂直走向的矿柱和两侧相邻的沿走向矿柱的一半范围作为一个回采区域，减少运输路程，提高回采效率。其中，进路式条带宽6m，第一分层回采高度5m，上部分层回采高度4m，两侧各预留1m厚度帮壁。
50.回采及充填：根据进路条带结构尺寸，采用上向分层回采。第一分层回采高度5m，回采结束后，充填高度3.5m，预留1.5m高度，作为向上回采的工作空间。其中，底部3m厚度非胶结尾砂和面层0.5m厚度的胶结充填，7d面层抗压强度2mpa。上部分层回采时，充填2.5m，直至回采至顶板接顶充填。
51.每一分层回采时，根据之前步骤回采区域的划分，先回采间柱矿柱。当矿柱回采至顶底柱部位时停止回采，转向沿底柱回采，回采充填结束后，随后继续回采见柱。
52.每一分层回采、充填结束后，将脉外回采联道刷顶挑高，崩落岩渣压密铺平，为上部分层回采创造条件。
53.综上所述，本发明采用条带进路式上向分层回采机械化分段空场嗣后充填法留设的矿块矿柱，该矿柱分为顶底柱(沿矿体走向)和间柱(垂直矿体走向)，将相邻间柱和顶底柱作为一个回采单位进行回采，节省了采准工程量。
54.采用上向式分层回采，控制了两侧尾砂充填体的暴露高度，因尾砂充填体内聚力低，侧向暴露面需要控制在一定的高度内，否则尾砂垮落不仅导致矿石大量贫化，同时还带
来安全问题。考虑到尾砂侧帮稳定性问题，故本发明在条带进路与充填体间留设了0.5-0.7m的矿壁。
55.本发明采用的分层回采技术，每一分层布置一条条带进路，当一个分层回采结束后，对条带采用非胶结充填至3.5m高度处，再进行0.5m的面层胶结充填，从而实现了资源的安全低贫化回采。
56.采用充填技术能够降低矿山开采的环境风险和地质灾害的发生率。充填是一种矿山开采后的处理技术，它可以填充开采过后的空洞，从而减少地质环境的破坏和地质灾害的发生率。本发明采用充填技术，每一分层回采结束后进行充填，在条带上盘布置充填井，从而减少矿山对地质环境的影响和地质灾害的发生率。
57.采用现代化的采矿设备，能够提高采矿效率，降低采矿成本。采矿设备是矿山开采的关键装备，现代化的采矿设备不仅可以提高采矿效率，还可以降低采矿成本，从而实现矿山的可持续发展。本发明主要采场用铲运机出矿，运至分段溜井，矿石经溜井到达中段，再由中段有轨设备运至主井提升系统；在距离溜井较远的部位或地段，可采用15-20t卡车配合铲运机出矿，采用现代化的采矿设备能够提高采矿效率和降低采矿成本，实现矿山可持续发展。
58.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
59.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：
1.一种机械化分段空场嗣后充填法矿柱的回采方法，其特征在于：包括以下步骤：s1：矿柱回采单元划分：分段空场嗣后充填采矿法的矿块的布置，矿柱呈垂直矿体走向(间柱)和沿矿体走向(顶底柱)布置，相邻的两条间柱与其之间的底柱作为一个回采单元，矿柱在竖直方向上进行条带进路上向分层，且条带进路两帮预留一定宽度的矿壁；s2：采准工程布置：在每一分段矿柱所对应的采准干线位置按5％-13％向下的坡度施工回采联道至间柱，再以平坡在矿柱中布置回采进路，相邻间柱内布置的回采进路、顶底柱中的回采进路相互联通，形成安全出口及贯通风流，同时在矿柱中的适当位置布置天井(或充填钻孔)至矿体上盘充填回风系统；s3：回采和充填：采用单步骤上向分层回采，每一分层布置一条条带进路，回采过程中根据顶板稳固性情况对顶板采取锚杆、锚杆+锚网等支护方式进行支护；当一个分层回采结束后，对条带采用非胶结充填至3.5m高度处，再进行0.5m的面层胶结充填；随着回采分层的上升，则逐步对回采联道进行刷顶挑高，并用刷顶挑高的围岩垫高底板，形成通至各分层的回采联道，此时会将下部对应位置的凿岩巷道和出矿进路填埋。2.根据权利要求1所述的一种机械化分段空场嗣后充填法矿柱回采的方法，其特征在于，所述步骤s1中条带宽度根据所回采的矿柱宽度确定，一般为4.3-4.5m，高4-5m，条带进路与矿房充填体间留设0.5-0.7m宽的矿壁。3.根据权利要求1所述的一种机械化分段空场嗣后充填法矿柱回采的方法，其特征在于：所述步骤s2中条带底层采用尾砂、废石充填，随后充填0.5m厚度的胶结面层，面层抗压强度1.5-2mpa；在矿柱内布置充填井至条带进路分层，每一分层回采结束后进行充填。4.根据权利要求1所述的一种机械化分段空场嗣后充填法矿柱回采的方法，其特征在于：所述步骤s3中第一分层回采结束后充填高度为3-3.5m，留1.5m的高度作为上分层爆破的自由面和补偿空间。5.根据权利要求1所述的一种机械化分段空场嗣后充填法矿柱回采的方法，其特征在于：所述步骤s1中矿柱根据矿块布置，相邻的两条间柱与其之间的底柱作为一个回采单元。6.根据权利要求1所述的一种机械化分段空场嗣后充填法矿柱回采的方法，其特征在于：采用铲运机出矿，运至分段溜井，矿石经溜井到达中段，再由中段有轨设备运至主井提升系统；在距离溜井较远的部位或地段，可采用15-20t卡车配合铲运机出矿。7.根据权利要求1所述的一种机械化分段空场嗣后充填法矿柱回采的方法，其特征在于：采用进路式上向分层充填法回采，回采工作面为独头巷道，采用抽压混合通风，污风由分段采准干线进入回风系统。

技术总结
本发明涉及金属矿床地下开采技术领域，具体涉及一种机械化分段空场嗣后充填法矿柱的回采方法，本发明所述方法是基于分段空场嗣后充填采矿法在采场回采充填结束后，对留设矿柱采用条带进路式上向分层充填的方法进行回收；从沿脉采准干线处按5％-15％向下的坡度向间隔矿柱布置回采进路，且采场相邻的间隔矿柱，两边各布置一条回采进路，做到安全回采的目的；本发明所述方法在矿房回采、充填结束的基础上，对矿柱进行回采，以减少矿石的损失，提高矿产资源的回采率。矿产资源的回采率。矿产资源的回采率。


技术研发人员：李广涛 高博 王俊 杨天雨 乔登攀 田世国 黄飞 李子彬 周泰龙
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/8/9