1.本發(fā)明涉及采礦技術領域，尤其涉及一種階段空場法采場底部高效出礦結構及其施工方法。

背景技術：

2.目前，在金屬礦山中等傾斜至急傾斜中厚以上礦體以及水平至緩傾斜的厚大礦體開采領域，階段空場嗣后充填采礦法應用越來越廣泛，階段空場嗣后充填采礦工藝中，出礦主要采用塹溝底部出礦結構以及平底出礦結構，但這兩種出礦結構存在各自的不足或問題：塹溝底部出礦結構后期底部三角礦柱回收率低；平底出礦結構采場，出礦設備及人員需暴露在空場下作業(yè)，安全性較差。

3.未解決上述問題，中國專利cn107035372a公開了“一種塹溝式底部結構進路側三角礦柱回收方法”，該方法是在采場回采前一次性鉆鑿塹溝內(nèi)的深孔以及三角礦柱內(nèi)的中深孔，然后采用深孔形成出礦塹溝，再用中深孔回收兩側三角礦柱，但該方法用于深孔爆破時容易破壞三角礦柱內(nèi)提前鉆鑿的中深孔，而且三角礦柱爆破后的礦堆直接暴露在空場下，以致出礦安全性較差；中國專利cn107448201a公開了“一種急傾斜薄至中厚礦脈平底出礦結構及方法”，該方法是針對急傾斜薄至中厚礦脈開采布置的平底出礦結構，未考慮該出礦結構的后期回收率，以致后期該底部結構的三角礦柱回收率低，資源浪費嚴重。

4.綜上所述，現(xiàn)有技術無法做到礦柱回收率高、出礦效率高及安全性好的效果。

5.為此研發(fā)一種階段空場法采場底部高效出礦結構及其施工方法就顯得十分迫切。

技術實現(xiàn)要素：

6.本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術的不足，提供一種階段空場法采場底部高效出礦結構及其施工方法，它既能有效提高采場底部三角礦柱回收率和出礦效率，又能增強出礦工人及設備作業(yè)安全性。

7.本發(fā)明的階段空場法采場底部高效出礦結構及其施工方法，它包括但并不限于在礦房回采前回收三角礦柱，以高強度充填體替代該三角礦柱，同時采用對稱斜角式結構布置采場出礦進路，使底部出礦結構的穩(wěn)定性增強，而且鏟裝設備可以通過采場兩側同時進入受礦巷出礦，以提高鏟裝效率，具體工藝步驟與條件如下：

8.a.從脈外運輸巷向垂直礦體走向方向施工出礦聯(lián)絡巷及出礦穿脈到達礦體上盤；

9.b.在礦體上盤與礦體交接處施工拉底巷道；

10.c.從下分段的出礦穿脈向上分段的出礦穿脈施工切割天井；

11.d.將出礦穿脈及沿脈拉底巷道作為拉底層的爆破自由面，采用淺孔落礦方式對三角礦柱提前回采，回采時為了保證作業(yè)安全，拉底層的頂板采用錨桿支護；

12.e.拉底層出完礦后在出礦聯(lián)絡巷中澆筑擋墻對空區(qū)封閉，僅留設切割天井；

13.f.通過切割天井澆筑高強度充填料漿對整個采空區(qū)進行膠結充填并養(yǎng)護到合適的齡期，形成高強度膠結充填體的人工三角礦柱；

14.g.待高強度膠結充填體的人工三角礦柱達到一定強度后即在礦體下盤圍巖與礦體交接處沿礦體走向施工受礦巷及出礦進路，在受礦巷內(nèi)鉆鑿扇形深孔，鉆鑿后爆破形成v型出礦塹溝，爆破后的礦石通過鏟運機運至溜井。

15.本發(fā)明側重通過對傳統(tǒng)的“v型”塹溝底部出礦結構進行優(yōu)化，在礦房回采前回收三角礦柱，用高強度充填體替代該三角礦柱，解決了傳統(tǒng)“v型”塹溝底部三角礦柱回收難、回收率低等難題，提高采場底部三角礦柱回收率指標、提高出礦效率以及作業(yè)安全性提供了技術和安全保障。

16.與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果或優(yōu)點：

17.(1)因為回收了三角礦柱與出礦進路采用菱形式布置，所以提高了采場底部三角礦柱回收率與極大提高了塹溝結構的礦石出礦效率。

18.(2)同時由于重新澆筑高強度三角礦柱，所以解決了平底出礦結構出礦安全性差與傳統(tǒng)塹溝出礦結構回收難度大、損失率高等難題，為作業(yè)安全性提供了安全保障。

19.(3)施工安全可靠，方法簡單易行，靈活性強，大大提高了塹溝結構作業(yè)人員的安全性，為深孔爆破技術在階段空場采礦法的推廣應用提供了技術保障。

附圖說明

20.圖1為依據(jù)本發(fā)明提出的一種階段空場法采場底部高效出礦結構及其施工方法施工前工程布置的主視示意圖。

21.圖2為圖1所示出礦結構及其施工方法人工澆筑的三角礦柱示意圖。

22.圖3為圖2所示出礦結構及其施工方法“v型”底部出礦結構示意圖。

23.圖4為圖2與圖3的i-i向剖視示意圖。

24.附圖中各標識符號分別表示：

25.1.礦體2.脈外運輸巷3.出礦聯(lián)絡巷4.出礦穿脈5.拉底巷道6.受礦巷7.切割天井8.錨桿9.高強度膠結充填體10.爆破礦石11.出礦進路12.溜井

26.以下結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細地描述。

具體實施方式

27.如圖1-4所示，階段空場法采場底部高效出礦結構及其施工方法，它包括但并不限于在礦房回采前回收三角礦柱，以高強度充填體替代該三角礦柱，同時采用對稱斜角式結構布置采場出礦進路，使底部出礦結構的穩(wěn)定性增強，而且鏟裝設備可以通過采場兩側同時進入受礦巷出礦，以提高鏟裝效率，具體工藝步驟與條件如下：

28.a.從脈外運輸巷(2)向垂直礦體(1)走向方向施工出礦聯(lián)絡巷(3)及出礦穿脈(4)到達礦體上盤；

29.b.在礦體上盤與礦體(1)交接處施工拉底巷道(5)；

30.c.從下分段的出礦穿脈(4)向上分段的出礦穿脈(4)施工切割天井(7)；

31.d.將出礦穿脈(4)及沿脈拉底巷道(5)作為拉底層的爆破自由面，采用淺孔落礦方式對三角礦柱提前回采，回采時為了保證作業(yè)安全，拉底層的頂板采用錨桿(8)支護；

32.e.拉底層出完礦后在出礦聯(lián)絡巷(3)中澆筑擋墻對空區(qū)封閉，僅留設切割天井(7)；

33.f.通過切割天井(7)澆筑高強度充填料漿對整個采空區(qū)進行膠結充填并養(yǎng)護到合適的齡期，形成高強度膠結充填體(9)的人工三角礦柱；

34.g.待高強度膠結充填體(9)的人工三角礦柱達到一定強度后即在礦體下盤圍巖與礦體(1)交接處沿礦體走向施工受礦巷(6)及出礦進路(11)，在受礦巷(6)內(nèi)鉆鑿扇形深孔，鉆鑿后爆破形成v型出礦塹溝，爆破后的礦石(10)通過鏟運機運至溜井(12)。

35.本發(fā)明可以進一步是

36.所述高強度膠結充填體(9)的人工三角礦柱的坡面與水平面的夾角α，β，γ均大于礦石的自然安息角，以保證爆破后的礦石能全部自重溜放至受礦巷(6)。

37.所述高強度膠結充填體(9)的人工三角礦柱澆注待28天強度達到4mpa以上，再進行上部采場的爆破工作。

38.所述出礦進路(11)與受礦巷(6)間的夾角α為40～50°，β為90°，γ為130～140°，便于鏟運機進出底部出礦結構，保障高效出礦。

39.所述出礦進路(11)采用對稱斜角式布置，相鄰兩個出礦進路(11)間的距離l為6～8m，以保證鏟運機能鏟運出相鄰兩個出礦進路間的所有礦石和避免爆破后的礦石因出礦不凈而浪費。

40.實施例

41.山西某礦業(yè)公司以金、銅為主要產(chǎn)品的金屬礦山，現(xiàn)計劃回采-300m～-360m標高的礦體，該礦體走向長度200～300m，礦體平均厚度有100～120m，礦體傾角70°～80°，屬于急傾斜極厚大礦體，礦體大部分為中等穩(wěn)固礦體。本發(fā)明要解決該礦平底結構需暴露在空場下危險作業(yè)的危險以及傳統(tǒng)塹溝底部出礦結構回收率低、出礦效率低等難題，通過提前回收三角礦柱，重新澆筑高強度三角礦柱，出礦進路采用菱形式布置，避免了平底出礦結構出礦安全性差以及三角礦柱回收難度大、損失率高等難題，大大提高了塹溝結構的礦石出礦效率以及作業(yè)人員的安全性，為階段空場嗣后充填采礦法在中等傾斜至急傾斜中厚以上礦體以及水平至緩傾斜的厚大礦體的推廣應用提供技術保障。

42.參照圖1-4，實施時按如下具體工藝步驟與條件進行：步驟一，從脈外運輸巷(2)向垂直礦體(1)走向方向施工出礦聯(lián)絡巷(3)及出礦穿脈(4)到達礦體上盤；步驟二，在礦體上盤與礦體(1)交接處施工沿脈拉底巷道(5)；步驟三，從下分段的出礦穿脈(4)向上分段的穿脈巷道施工充填通風井7；步驟四，將出礦穿脈(4)及沿脈拉底巷道(5)作為拉底層的爆破自由面，采用淺孔落礦方式對三角礦柱提前回采，回采時為了保證作業(yè)安全，拉底層的頂板采用錨桿(8)進行支護；步驟五，拉底層出完礦后在穿脈聯(lián)絡巷中澆筑擋墻對空區(qū)封閉，僅留設充填切割天井(7)；步驟六，通過充填切割天井(7)下放高強度充填料漿對采空區(qū)進行膠結充填，充填料漿需要充滿整個采空區(qū)，并對高強度膠結充填體(9)養(yǎng)護到合適的齡期；步驟七，待高強度膠結充填體(9)達到一定的強度后即可在礦體下盤圍巖與礦體(1)交接處沿礦體走向施工深孔鑿巖受礦巷(6)及出礦進路(11)；步驟八，在深孔鑿巖受礦巷(6)內(nèi)鉆鑿扇形深孔，鉆鑿后爆破形成v型出礦塹溝，爆破后的礦石(10)通過鏟運機運至溜井(12)。其中，澆筑的高強度人工三角礦柱的坡面與水平面的夾角大于礦石的自然安息角，以保證爆破后的礦石能全部自重溜放至受礦巷；澆筑的高強度人工三角礦柱28天強度能達到4mpa以上，待人工三角礦柱養(yǎng)護達到強度后方可進行上部采場的爆破工作；出礦進路(11)與受礦巷(6)間的夾角α為40～50°，β為90°，γ為130～140°，便于鏟運機進出底部出礦結構時的出

礦效率；采用對稱斜角式布置出礦進路(11)，相鄰兩個出礦進路(11)間的距離l為6～8m，以保證鏟運機能鏟運出相鄰兩個出礦進路(11)間的所有礦石，避免爆破后的礦石因出礦不凈而浪費。

43.如上所述，便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明。上述實施例僅為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所做的改變、修飾、替換、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。技術特征：

1.階段空場法采場底部高效出礦結構及其施工方法，其特征在于它包括但并不限于在礦房回采前回收三角礦柱，以高強度充填體替代該三角礦柱，同時采用對稱斜角式結構布置采場出礦進路，使底部出礦結構的穩(wěn)定性增強，而且鏟裝設備可以通過采場兩側同時進入受礦巷出礦，以提高鏟裝效率，具體工藝步驟與條件如下：a.從脈外運輸巷(2)向垂直礦體(1)走向方向施工出礦聯(lián)絡巷(3)及出礦穿脈(4)到達礦體上盤；b.在礦體上盤與礦體(1)交接處施工拉底巷道(5)；c.從下分段的出礦穿脈(4)向上分段的出礦穿脈(4)施工切割天井(7)；d.將出礦穿脈(4)及沿脈拉底巷道(5)作為拉底層的爆破自由面，采用淺孔落礦方式對三角礦柱提前回采，回采時為了保證作業(yè)安全，拉底層的頂板采用錨桿(8)支護；e.拉底層出完礦后在出礦聯(lián)絡巷(3)中澆筑擋墻對空區(qū)封閉，僅留設切割天井(7)；f.通過切割天井(7)澆筑高強度充填料漿對整個采空區(qū)進行膠結充填并養(yǎng)護到合適的齡期，形成高強度膠結充填體(9)的人工三角礦柱；g.待高強度膠結充填體(9)的人工三角礦柱達到一定強度后即在礦體下盤圍巖與礦體(1)交接處沿礦體走向施工受礦巷(6)及出礦進路(11)，在受礦巷(6)內(nèi)鉆鑿扇形深孔，鉆鑿后爆破形成v型出礦塹溝，爆破后的礦石(10)通過鏟運機運至溜井(12)。2.根據(jù)權利要求1所述的出礦結構及其施工方法，其特征是所述高強度膠結充填體(9)的人工三角礦柱的坡面與水平面的夾角α，β，γ均大于礦石的自然安息角，以保證爆破后的礦石能全部自重溜放至受礦巷(6)。3.根據(jù)權利要求1或2所述的出礦結構及其施工方法，其特征是所述高強度膠結充填體(9)的人工三角礦柱澆注待28天強度達到4mpa以上，再進行上部采場的爆破工作。4.根據(jù)權利要求1所述的出礦結構及其施工方法，其特征是所述出礦進路(11)與受礦巷(6)間的夾角α為40～50°，β為90°，γ為130～140°，便于鏟運機進出底部出礦結構，保障高效出礦。5.根據(jù)權利要求1或4所述的出礦結構及其施工方法，其特征是所述出礦進路(11)采用對稱斜角式布置，相鄰兩個出礦進路(11)間的距離l為6～8m，以保證鏟運機能鏟運出相鄰兩個出礦進路間的所有礦石和避免爆破后的礦石因出礦不凈而浪費。

技術總結

本發(fā)明涉及階段空場法采場底部高效出礦結構及其施工方法，它包括但并不限于在礦房回采前回收三角礦柱，以高強度充填體替代該三角礦柱，同時采用對稱斜角式結構布置采場出礦進路，使底部出礦結構的穩(wěn)定性增強，而且鏟裝設備可以通過采場兩側同時進入受礦巷出礦，以提高鏟裝效率，具體涉及七項工藝步驟與條件，具有回收率與出礦效率高、作業(yè)安全性有保障、施工安全可靠、方法簡單易行、靈活性強、易于推廣應用等特點。應用等特點。應用等特點。

技術研發(fā)人員：劉龍瓊 黃敏 李闖 趙洽 王旭

受保護的技術使用者：紫金礦業(yè)集團股份有限公司

技術研發(fā)日：2022.04.08

技術公布日：2022/7/29