權(quán)利要求

1.基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法，其特征在于，將待開采的礦床在高度上劃分為若干個(gè)中段采場(chǎng)(100)，將每個(gè)所述中段采場(chǎng)(100)劃分為若干個(gè)高度為10～15m的分段采場(chǎng)(1)，并以所述分段采場(chǎng)(1)為單元自上而下依次開采；所述分段采場(chǎng)(1)內(nèi)劃分若干寬度為4～6m的豎分條采場(chǎng)(2)作為回采單元分步驟間隔開采，上下相鄰分段采場(chǎng)(1)之間的所述豎分條采場(chǎng)(2)的開采方向呈正交設(shè)置，以保證礦床開采的安全性。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法，其特征在于，包括以下步驟： S1、將待開采的礦床在高度上劃分為若干個(gè)100～150m高的中段采場(chǎng)(100)，將每個(gè)所述中段采場(chǎng)(100)每隔10～15m的高度劃分為分段采場(chǎng)(1)，所述分段采場(chǎng)(1)內(nèi)劃分若干寬度為4～6m的豎分條采場(chǎng)(2)； S2、所述中段采場(chǎng)(100)以所述分段采場(chǎng)(1)為單元自上而下依次開采，所述分段采場(chǎng)(1)內(nèi)以所述豎分條采場(chǎng)(2)為回采單元分步驟間隔開采，所述豎分條采場(chǎng)(2)的高度與所述分段采場(chǎng)(1)高度相同，上下相鄰的分段采場(chǎng)(1)之間的所述豎分條采場(chǎng)(2)的開采方向呈正交設(shè)置； S3、在所述豎分條采場(chǎng)(2)底部沿開采方向施工鑿巖巷道(3)，從所述鑿巖巷道(3)布置上向中深孔(4)，對(duì)所述分段采場(chǎng)(1)內(nèi)間隔的一步驟豎分條采場(chǎng)(21)進(jìn)行后退式回采，并重復(fù)爆破、落礦和出礦處理； S4、所述一步驟豎分條采場(chǎng)(21)開采完成進(jìn)行充填后，再進(jìn)行二步驟豎分條采場(chǎng)(22)的回采，直至將所述分段采場(chǎng)(1)回采完畢，并自上而下將所述中段采場(chǎng)(100)回采并充填完成；重復(fù)所述步驟S1～S4的方法進(jìn)行其他中段采場(chǎng)(100)的開采。 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法，其特征在于，在步驟S3中，所述分段采場(chǎng)(1)內(nèi)的所述鑿巖巷道(3)平行分布，相鄰所述分段采場(chǎng)(1)之間的所述鑿巖巷道(3)垂直布置；所述鑿巖巷道(3)的規(guī)格為4～4.5m×4～4.5m。 4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法，其特征在于，在步驟S3中，所述上向中深孔(4)包括上向垂直炮孔和側(cè)邊傾斜炮孔，所述側(cè)邊傾斜炮孔的數(shù)量由所述豎分條采場(chǎng)(2)和所述鑿巖巷道(3)的寬度差決定。 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法，其特征在于，所述上向中深孔(4)的孔排距為1.0～1.5m，孔間距為1.0～1.5m，崩礦步距為2～3m；在所述豎分條采場(chǎng)(2)回采時(shí)，每個(gè)所述崩礦步距鑿巖完成后即落礦、出礦，然后重復(fù)進(jìn)行下一崩礦步距爆破、落礦和出礦，直至所述豎分條采場(chǎng)(2)回采完畢后進(jìn)行1次充填。 6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法，其特征在于，在所述豎分條采場(chǎng)(2)首排的所述上向中深孔(4)爆破回采時(shí)，鑿掏槽孔并采取預(yù)裂控制爆破技術(shù)；最后一排所述上向中深孔(4)的孔間距為0.5～0.8m，并采用光面爆破技術(shù)，以降低爆破對(duì)上下圍巖的破壞。 7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法，其特征在于，所述分段采場(chǎng)(1)內(nèi)還包括沿礦體水平設(shè)置的沿脈運(yùn)輸平巷(5)、平行于所述沿脈運(yùn)輸平巷(5)的分段平巷(6)、連接所述沿脈運(yùn)輸平巷(5)和所述分段平巷(6)的分段聯(lián)絡(luò)巷道(7)；所述分段聯(lián)絡(luò)巷道(7)沿礦體走向每隔60～100m設(shè)置；所述分段平巷(6)還設(shè)置用于出礦的溜礦井(10)。 8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法，其特征在于，所述沿脈運(yùn)輸平巷(5)分布于所述分段采場(chǎng)(1)的礦體邊緣，垂直連通于所述鑿巖巷道(3)，輔助所述豎分條采場(chǎng)(2)進(jìn)行出礦。 9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法，其特征在于，所述中段采場(chǎng)(100)底部沿礦體走向每隔60～100m設(shè)置穿脈巷道(8)和與所述穿脈巷道(8)垂直的水平巷道(9)。 10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法，其特征在于，所述豎分條采場(chǎng)(2)出礦完畢后，預(yù)埋充填管道進(jìn)行充填；所述充填采用的充填體(11)的抗壓強(qiáng)度為4MPa。

說(shuō)明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及采礦技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法。

背景技術(shù)

在開采軟弱破碎厚大礦床過(guò)程中，由于高水平構(gòu)造應(yīng)力的作用，給采場(chǎng)的穩(wěn)定性開采帶來(lái)了極為不利的影響；特別在高的應(yīng)力環(huán)境下，隨著礦巖體的不斷開挖，其內(nèi)部應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生變化，應(yīng)力集中明顯，嚴(yán)重影響著礦體的正常開采，在軟弱破碎厚大礦床的開采過(guò)程中允許暴露的面積和空間小，允許暴露的時(shí)間短，開挖原巖極易發(fā)生頂板的冒頂和垮塌現(xiàn)象，而這些問(wèn)題和現(xiàn)象嚴(yán)重制約著軟弱破碎厚大礦床的開采。

為了防止上述問(wèn)題和現(xiàn)象的發(fā)生，保障采場(chǎng)作業(yè)的安全，目前多采用較小的采場(chǎng)規(guī)格開采，并對(duì)采場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行特別的加強(qiáng)支護(hù)。在采用下向進(jìn)路充填采礦法進(jìn)行開采時(shí)，通過(guò)利用高強(qiáng)度膠結(jié)充填體形成礦體回采后的直接頂板來(lái)替換巖體，可有效避免進(jìn)路頂板的冒落和垮塌，并需要將進(jìn)路規(guī)格控制在5m×5m以內(nèi)；但是采用下向進(jìn)路充填采礦法開采具有以下缺點(diǎn)：其采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)小、生產(chǎn)能力小、開采成本極其高昂，礦山生存發(fā)展無(wú)法得到保障。面對(duì)這種問(wèn)題，低成本的崩落采礦法可以有效解決，但該方法又存在開采損失貧化大的問(wèn)題，且該方法開采的關(guān)鍵需要上部地表允許崩落，如果地表不能崩落，將無(wú)法使用該方法開采；另外，該方法開采礦床后地表崩落、塌陷危害巨大，特別是在國(guó)家建設(shè)綠色礦山的大環(huán)境下，崩落法開采礦山已經(jīng)不能適用，其對(duì)于開采低品位、軟弱破碎厚大礦床帶來(lái)了巨大限制，嚴(yán)重制約類似礦床開采的經(jīng)濟(jì)性。

有鑒于此，有必要設(shè)計(jì)一種改進(jìn)的、適用于軟弱破碎厚大礦床的基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法，以解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法，通過(guò)對(duì)待開采的礦床劃分為若干中段采場(chǎng)，中段采場(chǎng)劃分為若干個(gè)分段采場(chǎng)并以其為單元自上而下依次開采；分段采場(chǎng)內(nèi)劃分豎分條采場(chǎng)作為回采單元分步驟間隔開采，上下分段采場(chǎng)之間的豎分條采場(chǎng)正交布置。本發(fā)明采用下向豎分條采場(chǎng)正交布置的開采方式，使得上部充填體暴露面積更小，開采更加安全；且通過(guò)大規(guī)格的豎分條采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、分步驟爆破落礦、遙控鏟運(yùn)機(jī)出礦等措施大幅降低采礦成本，提高生產(chǎn)效率；達(dá)到低品位軟弱破碎厚大礦床安全、高效、低成本經(jīng)濟(jì)開采的目的。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法，將待開采的礦床在高度上劃分為若干個(gè)中段采場(chǎng)，將每個(gè)所述中段采場(chǎng)劃分為若干個(gè)高度為10～15m的分段采場(chǎng)，并以所述分段采場(chǎng)為單元自上而下依次開采；所述分段采場(chǎng)內(nèi)劃分若干寬度為4～6m的豎分條采場(chǎng)作為回采單元分步驟間隔開采，上下相鄰分段采場(chǎng)之間的所述豎分條采場(chǎng)的開采方向呈正交設(shè)置，以保證礦床開采的安全性。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，包括以下步驟：

S1、將待開采的礦床在高度上劃分為若干個(gè)100～150m高的中段采場(chǎng)，將每個(gè)所述中段采場(chǎng)每隔10～15m的高度劃分為分段采場(chǎng)，所述分段采場(chǎng)內(nèi)劃分若干寬度為4～6m的豎分條采場(chǎng)；

S2、所述中段采場(chǎng)以所述分段采場(chǎng)為單元自上而下依次開采，所述分段采場(chǎng)內(nèi)以所述豎分條采場(chǎng)為回采單元分步驟間隔開采，所述豎分條采場(chǎng)的高度與所述分段采場(chǎng)高度相同，上下相鄰的分段采場(chǎng)之間的所述豎分條采場(chǎng)的開采方向呈正交設(shè)置；

S3、在所述豎分條采場(chǎng)底部沿開采方向施工鑿巖巷道，從所述鑿巖巷道布置上向中深孔，對(duì)所述分段采場(chǎng)內(nèi)間隔的一步驟豎分條采場(chǎng)進(jìn)行后退式回采，并重復(fù)爆破、落礦和出礦處理；

S4、所述一步驟豎分條采場(chǎng)開采完成進(jìn)行充填后，再進(jìn)行二步驟豎分條采場(chǎng)的回采，直至將所述分段采場(chǎng)回采完畢，并自上而下將所述中段采場(chǎng)回采并充填完成；重復(fù)所述步驟S1～S4的方法進(jìn)行其他中段采場(chǎng)的開采。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟S3中，所述分段采場(chǎng)內(nèi)的所述鑿巖巷道平行分布，相鄰所述分段采場(chǎng)之間的所述鑿巖巷道垂直布置；所述鑿巖巷道的規(guī)格為4～4.5m×4～4.5m。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟S3中，所述上向中深孔包括上向垂直炮孔和側(cè)邊傾斜炮孔，所述側(cè)邊傾斜炮孔的數(shù)量由所述豎分條采場(chǎng)和所述鑿巖巷道的寬度差決定。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上向中深孔的孔排距為1.0～1.5m，孔間距為1.0～1.5m，崩礦步距為2～3m；在所述豎分條采場(chǎng)回采時(shí)，每個(gè)所述崩礦步距鑿巖完成后即落礦、出礦，然后重復(fù)進(jìn)行下一崩礦步距爆破、落礦和出礦，直至所述豎分條采場(chǎng)回采完畢后進(jìn)行1次充填。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述豎分條采場(chǎng)首排的所述上向中深孔爆破回采時(shí)，鑿掏槽孔并采取預(yù)裂控制爆破技術(shù)；最后一排所述上向中深孔的孔間距為0.5～0.8m，并采用光面爆破技術(shù)，以降低爆破對(duì)上下圍巖的破壞。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述分段采場(chǎng)內(nèi)還包括沿礦體水平設(shè)置的沿脈運(yùn)輸平巷、平行于所述沿脈運(yùn)輸平巷的分段平巷、連接所述沿脈運(yùn)輸平巷和所述分段平巷的分段聯(lián)絡(luò)巷道；所述分段聯(lián)絡(luò)巷道沿礦體走向每隔60～100m設(shè)置；所述分段平巷還設(shè)置用于出礦的溜礦井。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述沿脈運(yùn)輸平巷分布于所述分段采場(chǎng)的礦體邊緣，垂直連通于所述鑿巖巷道，輔助所述豎分條采場(chǎng)進(jìn)行出礦。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述中段采場(chǎng)底部沿礦體走向每隔60～100m設(shè)置穿脈巷道和與所述穿脈巷道垂直的水平巷道。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述豎分條采場(chǎng)出礦完畢后，預(yù)埋充填管道進(jìn)行充填；所述充填采用的充填體的抗壓強(qiáng)度為4MPa。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明的一種基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法，將待開采的礦床在高度上劃分為若干中段采場(chǎng)，將每個(gè)中段采場(chǎng)每隔10～15m的高度劃分為分段采場(chǎng)，并以分段采場(chǎng)為單元自上而下依次開采；分段采場(chǎng)內(nèi)劃分若干寬度為4～6m的豎分條采場(chǎng)作為回采單元分步驟間隔開采，上下相鄰分段采場(chǎng)之間的豎分條采場(chǎng)的開采方向呈正交設(shè)置，以保證礦床開采的安全性。本發(fā)明采用下向豎分條采場(chǎng)正交布置的開采方式，使得上部充填體暴露面積更小，開采更加安全；且通過(guò)大規(guī)格的豎分條采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、分步驟爆破落礦、遙控鏟運(yùn)機(jī)出礦等措施大幅降低采礦成本，提高生產(chǎn)效率；達(dá)到低品位軟弱破碎厚大礦床安全、高效、低成本經(jīng)濟(jì)開采的目的。

2、本發(fā)明通過(guò)將上下相鄰分段采場(chǎng)之間的豎分條采場(chǎng)的開采方向呈正交設(shè)置，使得中段采場(chǎng)在高度方向上的開采方向交錯(cuò)，達(dá)到卸荷緩解水平構(gòu)造應(yīng)力對(duì)采場(chǎng)側(cè)幫的危害；另外，在豎分條采場(chǎng)開采時(shí)，上部的充填體形成具有整體結(jié)構(gòu)的護(hù)頂，承載能力明顯提高，還可以減小上部充填體的暴露面積，提高采場(chǎng)開采的安全性。且豎分條采場(chǎng)在高度上增高一倍，采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)增大，有效提高了采礦效率，提高豎分條采場(chǎng)的生產(chǎn)能力，進(jìn)而提高整體的經(jīng)濟(jì)效益。

3、本發(fā)明采用分步驟間隔開采豎分條采場(chǎng)，分段中深孔鑿巖爆破落礦來(lái)大幅降低采礦成本，實(shí)現(xiàn)了低品位軟弱破碎厚大礦床的低成本開采，采礦成本降低20％以上；在高強(qiáng)度膠結(jié)充填體下，采用遙控鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)入爆破落礦后的豎分條采場(chǎng)出礦，保證人員不暴露在大空間中和采場(chǎng)側(cè)幫下，保證了作業(yè)的安全可靠。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的Ⅱ-Ⅱ方向的視圖。

圖3為圖1的Ⅲ-Ⅲ方向的視圖。

附圖標(biāo)記

100-中段采場(chǎng)；1-分段采場(chǎng)；2-豎分條采場(chǎng)；21-一步驟豎分條采場(chǎng)；22-二步驟豎分條采場(chǎng)；23-三步驟豎分條采場(chǎng)；3-鑿巖巷道；4-上向中深孔；5-沿脈運(yùn)輸平巷；6-分段平巷；7-分段聯(lián)絡(luò)巷道；8-穿脈巷道；9-水平巷道；10-溜礦井；11-充填體。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

在此，還需要說(shuō)明的是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本發(fā)明，在附圖中僅僅示出了與本發(fā)明的方案密切相關(guān)的結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本發(fā)明關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。

另外，還需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。

請(qǐng)參閱圖1～圖3所示，一種基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法，將待開采的礦床在高度上劃分為若干個(gè)中段采場(chǎng)100，將每個(gè)中段采場(chǎng)100劃分為若干個(gè)高度為10～15m的分段采場(chǎng)1，并以分段采場(chǎng)1為單元自上而下依次開采；分段采場(chǎng)1內(nèi)劃分若干寬度為4～6m的豎分條采場(chǎng)2作為回采單元分步驟間隔開采，上下相鄰分段采場(chǎng)1之間的豎分條采場(chǎng)2的開采方向呈正交設(shè)置，以保證礦床開采的安全性。本發(fā)明采用下向豎分條采場(chǎng)2正交布置的開采方式，使得上部充填體11的暴露面積減小，提高了充填體11的完整性和穩(wěn)固性，使開采更加安全；且通過(guò)大規(guī)格的豎分條采場(chǎng)2結(jié)構(gòu)參數(shù)、分步驟爆破落礦、遙控鏟運(yùn)機(jī)出礦等措施大幅降低采礦成本，提高生產(chǎn)效率；達(dá)到低品位軟弱破碎厚大礦床安全、高效、低成本經(jīng)濟(jì)開采的目的。

具體地，基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法，包括以下步驟：

S1、將待開采的礦床在高度上劃分100～150m高的中段采場(chǎng)100，沿礦體走向每隔60～100m劃分盤區(qū)，并將中段采場(chǎng)100每隔10～15m的高度劃分分段采場(chǎng)1，分段采場(chǎng)1內(nèi)劃分若干寬度為4～6m的豎分條采場(chǎng)2；豎分條采場(chǎng)2在高度上增加一倍，采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)增大，有效提高了采礦效率，提高豎分條采場(chǎng)2的生產(chǎn)能力，采礦能力增加100％以上，進(jìn)而提高盤區(qū)整體的經(jīng)濟(jì)效益；

其中，盤區(qū)的劃分受生產(chǎn)組織習(xí)慣的影響，在實(shí)際的礦山開采中，在一個(gè)盤區(qū)里，其設(shè)備(鑿巖臺(tái)車、鏟運(yùn)機(jī)、掘進(jìn))一般只服務(wù)這個(gè)盤區(qū)，可節(jié)約時(shí)間成本。

S2、中段采場(chǎng)100以分段采場(chǎng)1為單元自上而下依次開采，分段采場(chǎng)1內(nèi)以豎分條采場(chǎng)2為回采單元分步驟間隔開采，豎分條采場(chǎng)2的高度與分段采場(chǎng)1高度相同，上下相鄰的分段采場(chǎng)1內(nèi)的豎分條采場(chǎng)2的開采方向呈正交設(shè)置；如此設(shè)置，使得中段采場(chǎng)100在高度方向上的開采方向交錯(cuò)，達(dá)到卸荷緩解水平構(gòu)造應(yīng)力對(duì)采場(chǎng)側(cè)幫的危害；另外，在豎分條采場(chǎng)2開采時(shí)，上部的充填體11形成具有整體結(jié)構(gòu)的護(hù)頂，承載能力明顯提高，還可以減小上部充填體11的暴露面積，提高采場(chǎng)開采的安全性；

S3、在豎分條采場(chǎng)2底部沿開采方向施工鑿巖巷道3，從鑿巖巷道3布置上向中深孔4，對(duì)分段采場(chǎng)1內(nèi)間隔的一步驟豎分條采場(chǎng)21進(jìn)行后退式回采，并重復(fù)爆破、落礦和出礦；其中，分段采場(chǎng)1內(nèi)的鑿巖巷道3平行分布，相鄰分段采場(chǎng)1之間的鑿巖巷道3垂直布置；鑿巖巷道3的規(guī)格為4～4.5m×4～4.5m；

S4、一步驟豎分條采場(chǎng)21開采完成進(jìn)行充填后，再進(jìn)行二步驟豎分條采場(chǎng)22的回采，直至將分段采場(chǎng)1回采完畢，并自上而下將中段采場(chǎng)100回采并充填完成；重復(fù)步驟S1～S4的方法進(jìn)行其他中段采場(chǎng)100的開采。

在實(shí)際生產(chǎn)中，一步驟豎分條采場(chǎng)21開采前，可對(duì)盤區(qū)之間的豎分條采場(chǎng)2進(jìn)行超前開采，以緩解開采過(guò)程中水平構(gòu)造應(yīng)力對(duì)礦床破壞，通過(guò)超前卸荷開采的擾動(dòng)，將礦床周圍的水平地應(yīng)力轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)離正?；夭煞侄尾蓤?chǎng)1的地點(diǎn)“集中”，正?；夭煞侄尾蓤?chǎng)1的水平方向應(yīng)力則相對(duì)降低。通過(guò)先回采和充填礦床頂?shù)装宓呢Q分條來(lái)“卸荷”，達(dá)到超前卸荷開采。

特別地，在步驟S3中，上向中深孔4包括上向垂直炮孔和側(cè)邊傾斜炮孔，側(cè)邊傾斜炮孔的數(shù)量由豎分條采場(chǎng)2和鑿巖巷道3的寬度差決定：當(dāng)豎分條采場(chǎng)2和鑿巖巷道3的寬度差在0～1.5m時(shí)，側(cè)邊傾斜炮孔的數(shù)量為0，上向中深孔4僅為上向垂直炮孔；當(dāng)豎分條采場(chǎng)2和鑿巖巷道3的寬度差在1.5～2m時(shí)，側(cè)邊傾斜炮孔的數(shù)量為左右各1～2條炮孔，中間仍為上向垂直炮孔。

在一些具體的實(shí)施例中，上向中深孔4的孔排距為1.0～1.5m，孔間距為1.0～1.5m，崩礦步距為2～3m；在豎分條采場(chǎng)2回采時(shí)，每個(gè)崩礦步距鑿巖完成后即落礦、出礦，然后重復(fù)進(jìn)行下一崩礦步距爆破、落礦和出礦，直至豎分條采場(chǎng)2回采完畢后進(jìn)行1次充填。如此設(shè)置，充填體11是一次充塡構(gòu)筑形成，相當(dāng)于形成了一整塊頂板，在下部分段采場(chǎng)1的豎分條采場(chǎng)2垂直于上部豎分條采場(chǎng)2開采方向開采時(shí)，可以起到更有效的支撐作用，避免頂板的冒頂和垮塌問(wèn)題的出現(xiàn)。

在豎分條采場(chǎng)2首排的上向中深孔4爆破回采時(shí)，鑿掏槽孔并采取預(yù)裂控制爆破技術(shù)；最后一排上向中深孔4的孔間距為0.5～0.8m，相較于普通炮孔排面的密度加倍布置，并采用光面爆破技術(shù)，以降低爆破對(duì)上下圍巖的破壞，提高采場(chǎng)的安全性。

具體地，分段采場(chǎng)1內(nèi)還包括沿礦體水平設(shè)置的沿脈運(yùn)輸平巷5、平行于沿脈運(yùn)輸平巷5的分段平巷6、盤區(qū)之間設(shè)置的連接沿脈運(yùn)輸平巷5和分段平巷6的分段聯(lián)絡(luò)巷道7；分段平巷6還設(shè)置用于出礦的溜礦井10，溜礦井10的數(shù)量根據(jù)礦體的傾斜程度或者出礦的設(shè)備設(shè)置一條或者多條。其中，沿脈運(yùn)輸平巷5分布于分段采場(chǎng)1的礦體邊緣，鑿巖巷道3由沿脈運(yùn)輸平巷5垂直掘進(jìn)形成，輔助豎分條采場(chǎng)2進(jìn)行采礦和出礦。中段采場(chǎng)100底部設(shè)置穿脈巷道8和與穿脈巷道8垂直的水平巷道9。

需要說(shuō)明的是，上述的鑿巖巷道3、沿脈運(yùn)輸平巷5、分段平巷6、分段聯(lián)絡(luò)巷道7、溜礦井10的布置皆以分段采場(chǎng)1為單元，當(dāng)分段采場(chǎng)1內(nèi)的豎分條采場(chǎng)2開采方向變化時(shí)，隨之變化。

在一個(gè)具體的實(shí)施例中，豎分條采場(chǎng)2出礦完畢后，使用遙控鏟運(yùn)機(jī)拖拽充填管道進(jìn)入采場(chǎng)進(jìn)行預(yù)埋充填管道(管道每隔5～6m開分支口)，然后于鑿巖巷道3眉線處構(gòu)筑充填擋墻進(jìn)行高強(qiáng)度膠結(jié)充填，充填體11的抗壓強(qiáng)度為4MPa，最后進(jìn)行膠結(jié)充填處理。在高強(qiáng)度膠結(jié)充填體11下，采用遙控鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)入爆破落礦后的豎分條采場(chǎng)出礦，保證人員不暴露在大空間中和采場(chǎng)側(cè)幫下，保證了作業(yè)的安全可靠。

在具體的實(shí)施例中，分段采場(chǎng)1以豎分條采場(chǎng)2分步驟間隔開采包括但不限于分一步驟、二步驟開采，也可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行三步驟豎分條采場(chǎng)23的開采；而且，可同時(shí)開采多個(gè)間隔布置的豎分條采場(chǎng)2，或者分多次開采，但仍需遵守間隔開采的原則，以保證分段采場(chǎng)1的穩(wěn)定性和安全性。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供了一種基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法，包括以下步驟：

S1、將待開采的礦床在高度上劃分105m高的中段采場(chǎng)100，并沿礦體走向每隔90m劃分盤區(qū)，將中段采場(chǎng)100每隔15m的高度劃分分段采場(chǎng)1，分段采場(chǎng)1內(nèi)劃分18個(gè)寬度為5m的豎分條采場(chǎng)2；

S2、中段采場(chǎng)100以分段采場(chǎng)1為單元自上而下依次開采，分段采場(chǎng)1內(nèi)以豎分條采場(chǎng)2為回采單元分步驟間隔開采，豎分條采場(chǎng)2的高度與分段采場(chǎng)1高度相同，上下相鄰的分段采場(chǎng)1內(nèi)的豎分條采場(chǎng)2的開采方向呈正交設(shè)置；

S3、在豎分條采場(chǎng)2底部沿開采方向施工鑿巖巷道3，規(guī)格為4m×4m，從鑿巖巷道3布置上向中深孔4對(duì)分段采場(chǎng)1內(nèi)間隔的一步驟豎分條采場(chǎng)21進(jìn)行后退式回采，并重復(fù)爆破、落礦和出礦；其中，上向中深孔4的孔排距為1.5m，孔間距為1m，崩礦步驟為2.5m；

S4、一步驟豎分條采場(chǎng)21開采完成進(jìn)行充填后，充填體11的抗壓強(qiáng)度為4MPa；再進(jìn)行二步驟豎分條采場(chǎng)22和三步驟豎分條采場(chǎng)23的回采，直至將分段采場(chǎng)1回采完畢，并自上而下將中段采場(chǎng)100回采并充填完成；重復(fù)步驟S1～S4的方法進(jìn)行其他中段采場(chǎng)100的開采。

本實(shí)施例采用此方法開采軟弱破碎厚大礦體，通過(guò)上下分段采場(chǎng)1之間的分段豎分條采場(chǎng)2正交布置，提高了充填體11的完整性和穩(wěn)固性，并將充填體11強(qiáng)度降至4MPa，降低了充填成本；采用5m×15m的大規(guī)格豎分條采場(chǎng)2結(jié)構(gòu)參數(shù)，每次回采高度增大了1倍，提高了豎分條采場(chǎng)2生產(chǎn)能力，采礦能力增加100％以上；采用分段上向中深孔4鑿巖爆破落礦大幅降低采礦成本，實(shí)現(xiàn)了低品位軟弱破碎厚大礦床的低成本開采，采礦直接成本降低20％以上。

綜上所述，本發(fā)明的一種基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法，將待開采的礦床在高度上劃分為若干個(gè)中段采場(chǎng)，將每個(gè)中段采場(chǎng)在高度上劃分為若干分段采場(chǎng)，并以分段采場(chǎng)為單元自上而下依次開采；分段采場(chǎng)內(nèi)劃分若干豎分條采場(chǎng)作為回采單元分步驟間隔開采，上下相鄰分段采場(chǎng)之間的豎分條采場(chǎng)的開采方向呈正交設(shè)置，以保證礦床開采的安全性。本發(fā)明采用下向豎分條采場(chǎng)正交布置的開采方式，提高了充填體的完整性和穩(wěn)固性，使得上部充填體暴露面積更小，開采更加安全；且通過(guò)大規(guī)格的豎分條采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、分步驟爆破落礦、遙控鏟運(yùn)機(jī)出礦等措施大幅降低采礦成本，提高生產(chǎn)效率；達(dá)到低品位軟弱破碎厚大礦床安全、高效、低成本經(jīng)濟(jì)開采的目的。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。

基于正交布置的下向豎分條分段充填采礦法.pdf