1.本發(fā)明涉及金屬礦山井下采空區(qū)分區(qū)充填和盤區(qū)隔離礦柱開采領(lǐng)域，對(duì)金屬礦床盤區(qū)劃分預(yù)留的盤區(qū)隔離礦柱采用分區(qū)充填連續(xù)高效開采的方法。

背景技術(shù)：

2.不同傾角大型特大型深埋金屬礦床開采根據(jù)采掘設(shè)備、礦體賦存條件采用的采礦方法各異，劃分盤區(qū)開采以其效率高、安全性好等優(yōu)點(diǎn)得到推廣應(yīng)用。為使回采單元相互間不受干擾，盤區(qū)間不可避免的預(yù)留了盤區(qū)礦柱，礦柱作為殘礦資源一般回采率低于60%。

3.礦柱尺寸由工程需要、巖體力學(xué)性質(zhì)而定，其占總資源量一般為18～20%。為充分利用資源，控制地壓，降低或避免次生地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，盤區(qū)內(nèi)采場(chǎng)采空區(qū)均進(jìn)行充填處理，這些為盤區(qū)礦柱開采提供了條件。盤區(qū)礦柱兩側(cè)由強(qiáng)度差得多的充填體替代原生巖體，礦柱自身工程地質(zhì)條件受前期開采爆破振動(dòng)、應(yīng)力集中等影響也不同程度變差，開采條件較前期正常開采采場(chǎng)差得多，以致盤區(qū)礦柱資源開采方法受到限制。

4.盤區(qū)礦柱回采采用的開采方法一般有上向分層充填法、進(jìn)路法，此類方法開采安全性較好，但效率低；如采用與正常采場(chǎng)基本相同的中孔或深孔落礦空?qǐng)鏊煤蟪涮罘ㄩ_采，一個(gè)礦柱采場(chǎng)采出礦充填結(jié)束后，后續(xù)采場(chǎng)需要重新拉槽回采效率低，產(chǎn)能難以滿足礦山生產(chǎn)需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

5.本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，對(duì)同一盤區(qū)隔離礦柱先采采空區(qū)進(jìn)行分區(qū)充填，為后一個(gè)回采單元形成未充填自由面的安全高效連續(xù)回采方法。

6.本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：井下采空區(qū)盤區(qū)隔離礦柱的分區(qū)控制充填連續(xù)開采方法，特征是包括如下步驟：s1，沿盤區(qū)隔離礦柱劃分為長(zhǎng)度不超過50m的若干個(gè)回采單元，其寬度為礦柱的厚度，不同回采單元間由一側(cè)向另側(cè)后退式開采；s2,相鄰回采單元之間預(yù)留長(zhǎng)12m、厚不小2m的礦壁為永久損失；s3，先采回采單元采用深孔落礦，孔徑120

?

165mm，孔深為回采段高50

?

60mm，塹溝受礦，無軌鏟運(yùn)機(jī)出礦；s4，先采回采單元采礦結(jié)束大量出礦時(shí)，施工后續(xù)回采單元鑿巖硐室、正出礦回采單元的充填措施巷道和充填硐室；s5，先采回采單元回采結(jié)束后，采用高強(qiáng)度的土工布將采空區(qū)隔離成兩個(gè)大小不同的空區(qū)；s6,在一側(cè)充填硐室打固定錨桿，固定錨桿上固定聯(lián)接鋼繩，完整的土工布固定在聯(lián)接鋼繩上，采用安裝在錨桿臺(tái)車的機(jī)械臂將聯(lián)接鋼繩牽引至另一側(cè)充填硐室內(nèi)固定；s7,采用加膠凝材料高濃度尾砂充填料漿對(duì)大的空區(qū)進(jìn)行膠結(jié)充填，充填體強(qiáng)度滿足相鄰回采單元安全開采要求，不小于1.5mpa；s8，先充填1m待充填料凝固把高強(qiáng)度土工布與空區(qū)底板固結(jié)成一體后，形成透水隔砂墻，進(jìn)行正常充填，一次充填高度不高于3m，固結(jié)后再進(jìn)行充填，直至充填結(jié)束；s9，先采回采單元采空區(qū)分區(qū)充填結(jié)束達(dá)到養(yǎng)護(hù)期后，在后續(xù)回采單元鑿巖硐室施工的爆破炮孔爆破落礦，進(jìn)入下一個(gè)回采單元開采。

7.作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，s5步驟中，先采回采單元回采結(jié)束后，采用高強(qiáng)度土工

布將采空區(qū)隔離成長(zhǎng)45m和5m兩個(gè)大小不同的空區(qū)。

8.作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，s7步驟中，對(duì)大的空區(qū)采用全尾砂膠結(jié)充填，以限制周邊巖體、充填體位移，控制地壓。

9.作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，s4步驟中，充填措施巷道和充填硐室在前期充填體內(nèi)施工時(shí)，需要進(jìn)行錨網(wǎng)噴砼支護(hù)。

10.作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，s9步驟中，在后續(xù)回采單元鑿巖硐室施工的爆破炮孔以小的空區(qū)為自由面爆破落礦，實(shí)現(xiàn)盤區(qū)隔離礦柱連續(xù)開采。

11.本發(fā)明采用的有益效果是：本發(fā)明利用現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)備、材料技術(shù)對(duì)采空區(qū)在短軸方向隔離分區(qū)控制充填，未充填的采空區(qū)作為后續(xù)盤區(qū)礦柱回采單元的爆破自由面，形成盤區(qū)礦柱連續(xù)高效的開采。本方法具有采切布置簡(jiǎn)化、工程量少、爆破工序簡(jiǎn)化的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)對(duì)礦產(chǎn)資源的開采率高。

附圖說明

12.圖1為本發(fā)明的盤區(qū)隔離礦柱平面布置圖；圖2為圖1的沿盤區(qū)隔離礦柱走向剖面圖（圖1的ii

?

ii剖面圖）；圖3為圖1的垂直盤區(qū)隔離礦柱剖面圖（圖1的iii

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iii剖面圖）；圖4為連續(xù)回采單元示意圖。

13.圖中所示：1 先采回采單元，2 土工布，3 預(yù)留不充填空區(qū)，4 永久礦壁，5 充填硐室，6 固定錨桿，7 充填措施巷道，8 后續(xù)回采單元，9 鑿巖硐室，10 盤區(qū)內(nèi)首采空區(qū)充填體，11 盤區(qū)內(nèi)次采空區(qū)充填體，12 礦柱采后充填體，13 塹溝，14 爆破炮孔。

具體實(shí)施方式

14.下面結(jié)合圖1至圖4，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

15.井下采空區(qū)盤區(qū)隔離礦柱的分區(qū)控制充填連續(xù)開采方法，包括以下各步驟：s1,沿盤區(qū)礦柱長(zhǎng)軸方向?qū)⒈P區(qū)隔離礦柱劃分為若干回采單位，以現(xiàn)有工程確定回采單元的開采順序，由一側(cè)向另一側(cè)向退式開采；s2,先采回采單元1，與后續(xù)回采單元相交處留一定寬的永久礦壁4；先回采單元留長(zhǎng)不小于12m，厚2m的保護(hù)礦壁，以保證作業(yè)人員設(shè)備在充填硐室內(nèi)作業(yè)安全.s3，先采回采單元1采用深孔落礦，塹溝13受礦，無軌鏟運(yùn)機(jī)出礦；s4，先采回采單元出礦時(shí)，同時(shí)施工后續(xù)回采單元8的鑿巖硐室9、充填措施巷道7、充填硐室5等工程；s5，先采回采單元采出結(jié)束后，采空區(qū)進(jìn)行隔離分區(qū)充填；s6，在充填硐室4內(nèi)施工充填固定錨桿6，在一側(cè)硐室固定錨桿6上固定牽引鋼繩，在鋼繩上均勻固定高強(qiáng)度的土工布2，采用加裝在錨桿臺(tái)車上的機(jī)械手將鋼絲繩一端牽引至另一側(cè)充填硐室內(nèi)固定在錨桿上，高強(qiáng)度的土工布2均勻分布在采空區(qū)垂直面上，距后續(xù)回采單元不大于5m，將采空區(qū)分割成一大一小兩個(gè)空區(qū)；s7,采用高濃度全尾砂膠結(jié)充填料漿對(duì)大的采空區(qū)進(jìn)行充填;s8,先充填約1m厚將土工布2與采空區(qū)底板固結(jié)，以高強(qiáng)度土工布形成透水防砂隔離層；

s9,對(duì)大的空區(qū)正常膠結(jié)充填至養(yǎng)護(hù)期滿，形成滿足后強(qiáng)度要求的膠結(jié)充填體，小的采空區(qū)為后續(xù)盤區(qū)礦柱回采單元開采爆破自由面,相鄰礦柱回采單元、回采充填形成下一個(gè)作業(yè)循環(huán)。

16.為進(jìn)一步加深理解，特選取實(shí)施例做進(jìn)一步解釋。

17.實(shí)施例1，井下采空區(qū)盤區(qū)隔離礦柱的分區(qū)控制充填連續(xù)開采方法，s1，沿盤區(qū)隔離礦柱走向劃分為長(zhǎng)度不超過50m的回采單元，寬度為礦柱的厚度，不同回采單元間由一側(cè)向另側(cè)后退式開采；s2，先采回采單元與后續(xù)回采單元相鄰處留長(zhǎng)12m、厚2m的礦壁為永久損失；s3，先采回采單元采用深孔落礦，孔徑120

?

165mm，孔深為回采段高50

?

60mm，塹溝13受礦，無軌鏟運(yùn)機(jī)出礦；s4,先采回采單元采礦結(jié)束，大量出礦時(shí)施工后續(xù)回采單元鑿巖硐室、正出礦回采單元的充填措施巷道、充填硐室；s5，先采回采單元回采結(jié)束后，采用高強(qiáng)度的土工布2將采空區(qū)隔離成長(zhǎng)45m和5m兩個(gè)大小不同的空區(qū)，土工布透水防砂；s6,在一側(cè)充填硐室打固定錨桿，固定聯(lián)接鋼絲繩，完整的土工布固定在聯(lián)接鋼絲繩上，采用安裝在錨桿臺(tái)車的機(jī)械臂將聯(lián)接鋼繩牽引至另一側(cè)充填硐室內(nèi)固定；s7，采用加膠凝材料高濃度尾砂充填料漿對(duì)大的空區(qū)進(jìn)行膠結(jié)充填，以限制周邊巖體、充填體位移，控制地壓，充填體強(qiáng)度滿足相鄰回采單元安全開采要求，不小于1.5mpa；s8，先充填1m待充填料凝固把高強(qiáng)度土工布與空區(qū)底板固結(jié)成一體后，形成透水隔砂墻，進(jìn)行正常充填，一次充填高度不高于3m，固結(jié)后再進(jìn)行充填，直至充填結(jié)束；s9，前一回采單元采空區(qū)分區(qū)充填結(jié)束達(dá)到養(yǎng)護(hù)期后，在后續(xù)回采單元鑿巖硐室9施工的爆破炮孔14以小分區(qū)空區(qū)3為自由面爆破落礦，進(jìn)入下一個(gè)回采單元開采。其中盤區(qū)礦柱回采鑿巖爆破利用充填鉆孔通風(fēng)；膠結(jié)充填體內(nèi)施工巷道工程采用錨網(wǎng)噴砼或模注砼支護(hù)。本發(fā)明在同一盤區(qū)隔離礦柱先采采空區(qū)進(jìn)行分區(qū)充填，其中小的采空區(qū)為次盤區(qū)礦柱回采單元形成未充填自由面，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)開采的目的。

18.本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，本發(fā)明的保護(hù)方案不僅限于上述的實(shí)施例，還可以在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種排列組合與變換，在不違背本發(fā)明精神的前提下，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的各種變換均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。技術(shù)特征：

1.井下采空區(qū)盤區(qū)隔離礦柱的分區(qū)控制充填連續(xù)開采方法，其特征是包括如下步驟：s1，沿盤區(qū)隔離礦柱劃分為長(zhǎng)度不超過50m的若干個(gè)回采單元，其寬度為礦柱的厚度，不同回采單元間由一側(cè)向另側(cè)后退式開采；s2,相鄰回采單元之間預(yù)留長(zhǎng)12m、厚不小2m的礦壁；s3，先采回采單元采用深孔落礦，孔徑120

?

165mm，孔深為回采段高50

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60mm，塹溝受礦，無軌鏟運(yùn)機(jī)出礦；s4，先采回采單元采礦結(jié)束大量出礦時(shí)，施工后續(xù)回采單元鑿巖硐室、正出礦回采單元的充填措施巷道和充填硐室；s5，先采回采單元回采結(jié)束后，采用高強(qiáng)度的土工布將采空區(qū)隔離成兩個(gè)大小不同的空區(qū)；s6,在一側(cè)充填硐室打固定錨桿，固定錨桿上固定聯(lián)接鋼繩，完整的土工布固定在聯(lián)接鋼繩上，采用安裝在錨桿臺(tái)車的機(jī)械臂將聯(lián)接鋼繩牽引至另一側(cè)充填硐室內(nèi)固定；s7,采用加膠凝材料高濃度尾砂充填料漿對(duì)大的空區(qū)進(jìn)行膠結(jié)充填，充填體強(qiáng)度滿足相鄰回采單元安全開采要求，不小于1.5mpa；s8，先充填1m，待充填料凝固把高強(qiáng)度土工布與空區(qū)底板固結(jié)成一體后，形成透水隔砂墻，再進(jìn)行正常充填，一次充填高度不高于3m，固結(jié)后再進(jìn)行充填，直至充填結(jié)束；s9，前一回采單元采空區(qū)分區(qū)充填結(jié)束達(dá)到養(yǎng)護(hù)期后，在后續(xù)回采單元鑿巖硐室施工的爆破炮孔爆破落礦，進(jìn)入下一個(gè)回采單元開采。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下采空區(qū)盤區(qū)隔離礦柱的分區(qū)控制充填連續(xù)開采方法，其特征是s5步驟中，前一回采單元回采結(jié)束后，采用高強(qiáng)度土工布將采空區(qū)隔離成長(zhǎng)45m和5m的兩個(gè)大小不同的空區(qū)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下采空區(qū)盤區(qū)隔離礦柱的分區(qū)控制充填連續(xù)開采方法，其特征是s7步驟中，對(duì)大的空區(qū)采用全尾砂膠結(jié)充填，以限制周邊巖體、充填體位移，控制地壓。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下采空區(qū)盤區(qū)隔離礦柱的分區(qū)控制充填連續(xù)開采方法，其特征是s4步驟中，充填措施巷道和充填硐室在前期充填體內(nèi)施工時(shí)，需要進(jìn)行錨網(wǎng)噴砼支護(hù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的井下采空區(qū)盤區(qū)隔離礦柱的分區(qū)控制充填連續(xù)開采方法，其特征是s9步驟中，在后續(xù)回采單元鑿巖硐室施工的爆破炮孔以小的空區(qū)為自由面爆破落礦，實(shí)現(xiàn)盤區(qū)隔離礦柱連續(xù)開采。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了井下采空區(qū)盤區(qū)隔離礦柱的分區(qū)控制充填連續(xù)開采方法，對(duì)同一盤區(qū)隔離礦柱先采采空區(qū)進(jìn)行分區(qū)充填，為后一個(gè)回采單元形成未充填自由面的安全高效連續(xù)回采方法。本發(fā)明利用現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)備、材料技術(shù)對(duì)采空區(qū)在短軸方向隔離分區(qū)控制充填，未充填的采空區(qū)作為后續(xù)盤區(qū)礦柱回采單元的爆破自由面，形成盤區(qū)礦柱連續(xù)高效的開采。本方法具有采切布置簡(jiǎn)化、工程量少、爆破工序簡(jiǎn)化的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)對(duì)礦產(chǎn)資源的開采率高。產(chǎn)資源的開采率高。產(chǎn)資源的開采率高。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭攻關(guān) 謝經(jīng)鵬 覃星朗 方志甫 汪令輝 蘇衛(wèi)宏 孟穩(wěn)權(quán) 董世華 盛歡 王軍 胡亞橋 韋章能 姚志偉

受保護(hù)的技術(shù)使用者：銅陵有色金屬集團(tuán)股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.09.16

技術(shù)公布日：2021/11/28