1.本發(fā)明涉及采礦充填技術領域，特別是涉及一種厚度不穩(wěn)定中厚礦體上向分層充填采礦法。

背景技術：

2.金屬非金屬礦山地下開采中上向分層充填采礦法為常用采礦方法之一，適用于礦巖中等穩(wěn)固以上礦體，自下而上水平分層進行，逐層爆破回采，逐層充填采空區(qū)。按分層工作面落礦方式的不同，可分為壓頂式采礦和掘進式采礦，前者在充填時留出上分層壓頂式采礦的爆破補償空間，可沿礦體走向單進路布置，一步驟礦體全厚度回采，無相鄰二步驟進路，充填時可以不接頂，預留爆破補償空間。掘進式采礦則適用于礦體厚度較大，礦巖不允許全厚度暴露，沿礦體走向多進路布置，兩步驟回采，進路回采后需充填接頂的條件，該方式爆破時只有一個自由面，需掏槽掘進，爆破效率低，一次爆破進尺短。

3.申請?zhí)枮閏n202110045450.2的專利申請，采用的技術方案是提供一種中厚礦體掘進機機械采礦方法，其包括：a.礦體劃分為階段或分段，在階段或分段內劃分多個分層，分層內礦體沿礦體走向劃分多個盤區(qū)采場；b.每個盤區(qū)采場設置有與礦體走向斜交的分層聯道和采準進路，由采準進路布置沿走向的回采進路和垂直走向的邊角礦回采進路；c.脈內與脈外工程分別按照掘進機行走時，不同的轉彎空間要求布置；脈內工程由應用懸臂式掘進機截割擴刷形成；脈外工程中各聯道及轉彎硐室采用鑿巖爆破法預先形成；d.應用遙控式懸臂式掘進機進行機械采礦。

4.可以看出，現有技術為了控制采場跨度，保證采礦絕對安全，中厚礦體在采用上向分層充填法回采時，不考慮礦體厚度的變化，僅采用掘進式進行采礦，導致采礦效率低，充填接頂難度大，無法保證接頂充分。

技術實現要素：

5.為了克服現有技術的不足，本發(fā)明提供一種厚度不穩(wěn)定中厚礦體上向分層充填采礦法，能夠緩解現有厚度不穩(wěn)定的中厚礦體采用掘進式爆破導致采礦效率低，充填接頂難度大，無法保證接頂充分的問題。

6.為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：提供一種厚度不穩(wěn)定中厚礦體上向分層充填采礦法，其包括如下步驟：

7.根據巖石力學確定礦巖回采安全跨度；

8.以礦巖回采安全跨度為回采進路寬度閾值，沿礦體走向對礦塊進行區(qū)域劃分，得到多進路回采區(qū)域和單進路回采區(qū)域；

9.對多進路回采區(qū)域采用掘進式落礦方式進行爆破回采，對單進路回采區(qū)域采用壓頂式落礦方式進行爆破回采。

10.優(yōu)選的，以礦巖回采安全跨度為回采進路寬度閾值，在沿礦體走向方向上，對厚度超過礦巖回采安全跨度的礦塊進行多進路劃分，得到多進路回采區(qū)域；對厚度未超過礦巖

回采安全跨度的礦塊進行單進路劃分，得到單進路回采區(qū)域。

11.優(yōu)選的，在沿礦體走向方向上，對厚度超過礦巖回采安全跨度的礦塊進行厚度方向上的平均劃分，得到多進路回采區(qū)域。

12.優(yōu)選的，對多進路回采區(qū)域采用掘進式落礦方式進行爆破回采之后，對多進路回采區(qū)域進行充填接頂。

13.優(yōu)選的，對單進路回采區(qū)域采用壓頂式落礦方式進行爆破回采之后，對單進路回采區(qū)域充填不接頂，預留上分層落礦的爆破補償空間。

14.優(yōu)選的，所述單進路回采區(qū)域爆破回采之后的空頂高度高于多進路回采區(qū)域爆破回采之后的空頂高度。

15.優(yōu)選的，在對多進路回采區(qū)域進行充填時，如果存在與多進路回采區(qū)域相鄰的單進路回采區(qū)域，則多進路回采區(qū)域的充填管出料口懸掛于單進路回采區(qū)域的頂板。

16.優(yōu)選的，所述單進路回采區(qū)域與多進路回采區(qū)域同時充填。

17.本發(fā)明的有益效果是：

18.本發(fā)明以礦巖回采安全跨度為回采進路寬度閾值，沿礦體走向對礦塊進行多進路回采區(qū)域和單進路回采區(qū)域劃分，采用掘進式落礦方式及壓頂式落礦方式分別對多進路回采區(qū)域和單進路回采區(qū)域進行爆破回采，充分發(fā)揮了壓頂式落礦的優(yōu)勢，提高了礦巖的整體回采效率。

19.本發(fā)明在爆破回采之后，對同一分層同一側的回采區(qū)域進行同時充填，實現多進路回采區(qū)域和單進路回采區(qū)域的合并回采充填，極大的提高了充填效率，同時通過對多進路回采區(qū)域爆破回采之后進行充填接頂，對單進路回采區(qū)域爆破回采之后進行充填不接頂，不僅為上分層落礦預留了爆破補償空間，還形成了單進路回采區(qū)域與多進路回采區(qū)域之間的空頂高度差。

20.本發(fā)明通過設置單進路回采區(qū)域爆破回采之后的空頂高度高于多進路回采區(qū)域爆破回采之后的空頂高度，利用空頂的高度落差，將多進路回采區(qū)域的充填管出料口懸掛于單進路回采區(qū)域的頂板，使多進路回采區(qū)域的充填接頂的充填度更高，接頂更充實，對二步驟進路的回采區(qū)域支撐性更好，極大的提高了二步驟進路回采時的安全度。

附圖說明

21.圖1為采用本發(fā)明實施例所述厚度不穩(wěn)定中厚礦體上向分層充填采礦法開采礦體的示意圖。

22.圖2為圖1中的b1-b1剖面圖。

23.圖3為圖1中的b2-b2剖面圖。

24.圖4為圖1中的c-c剖面圖。

25.附圖中各部件的標記如下：

26.1、階段平巷；2、分段平巷；3、溜井；4、溜井聯絡巷；5、分層聯絡巷；6、人行通風充填井；7、充填平巷；8、回風井；9、回風巷；10、礦體；11、充填體；12、爆破補償空間；13、壓頂炮孔；14、掘進炮孔。

具體實施方式

27.下面結合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

28.圖1至圖4為一待開采礦體，采用本發(fā)明所述厚度不穩(wěn)定中厚礦體上向分層充填采礦法對該礦體進行開采，其具體步驟如下：

29.s1、沿礦體走向布置礦塊；

30.其中，礦塊長度為80～120m，礦塊寬度為礦體厚度，階段高度為40～70m，分段高度為15～20m。分段內劃分層，分層高度3.3m，自下而上分層回采。

31.s2、布置采切工程；

32.所述采切工程包括階段平巷1、分段平巷2、溜井3、溜井聯絡巷4、分層聯絡巷5、人行通風充填井6、充填平巷7、回風井8及回風巷9，具體如圖1至圖3所示，其中，分層聯絡巷布置在礦體10厚大處。

33.s3、根據巖石力學確定礦巖回采安全跨度為5m，并以此為依據在每一分層沿礦體走向方向上對礦塊進行劃分，得到多進路回采區(qū)域和單進路回采區(qū)域；

34.如圖4所示，礦塊中部的最大厚度為8m，礦塊兩側的最大厚度為4m，則對礦塊中部進行多進路劃分，對礦塊兩側進行單進路劃分，分別得到

①

號進路回采區(qū)域、

②

號進路回采區(qū)域、

③

號進路回采區(qū)域、

④

號進路回采區(qū)域、

⑤

號進路回采區(qū)域、

⑥

號進路回采區(qū)域，其中，

①

號進路回采區(qū)域和

②

號進路回采區(qū)域為一步驟進路回采區(qū)域，

③

號進路回采區(qū)域和

④

號進路回采區(qū)域為二步驟進路回采區(qū)域；

⑤

號進路回采區(qū)域和

⑥

號進路回采區(qū)域為一步驟單進路回采區(qū)域；回采順序為先采一步驟進路，充填后再回采二步驟進路。

35.s4、對于一步驟進路回采區(qū)域，按照從中間向兩側的方向對同一分層的回采區(qū)域進行逐步爆破回采，并對同一分層的回采區(qū)域進行同時充填；

36.即首先回采礦體下盤的

①

號進路回采區(qū)域和

②

號進路回采區(qū)域，落礦方式為掏槽掘進式，布置掘進炮孔14，如圖2所示，落礦高度為分層高度3.3m；然后回采

⑤

號進路回采區(qū)域和

⑥

號進路回采區(qū)域，落礦方式為壓頂式，布置壓頂炮孔13，利用下分層充填時預留的爆破補償空間12進行崩礦，爆破補償空間高度為1.5m，如圖3所示，落礦高度同樣為3.3m，空頂高度為4.8m。

37.在

①

號進路回采區(qū)域、

②

號進路回采區(qū)域、

⑤

號進路回采區(qū)域和

⑥

號進路回采區(qū)域均回采結束后，對

①

號進路回采區(qū)域和

⑤

號進路回采區(qū)域進行同時充填，其中，1號進路回采區(qū)域充填要求接頂，充填高度為3.3m，

⑤

號進路回采區(qū)域充填不接頂，充填高度為3.3m，預留1.5m的高度作為上分層落礦的爆破補償空間。充填時充填管出料口懸掛在

⑤

號進路回采區(qū)域的頂板上，該頂板高度相對更高，利用頂板高度差來保證1號進路回采區(qū)域的充填接頂，從而對

③

號進路回采區(qū)域和

④

號進路回采區(qū)域的回采區(qū)域支撐性更好。

②

號進路回采區(qū)域和

⑥

號進路回采區(qū)域的充填方式與

①

號進路回采區(qū)域和

⑤

號進路回采區(qū)域的充填方式相同。

38.s5、對二步驟進路回采區(qū)域進行爆破回采并充填。

39.在礦塊下盤進路充填體養(yǎng)護后，回采

③

號進路回采區(qū)域和

④

號進路回采區(qū)域，落礦方式均為掏槽掘進式，落礦高度為3.3m，回采結束后需充填接頂。

40.本發(fā)明實施例所述一種厚度不穩(wěn)定中厚礦體上向分層充填采礦法，其將礦塊進行

多進路回采區(qū)域和單進路回采區(qū)域的劃分，采用掘進式落礦方式及壓頂式落礦方式分別對多進路回采區(qū)域和單進路回采區(qū)域進行爆破回采，充分發(fā)揮壓頂式落礦的優(yōu)勢，提高了礦巖的整體回采效率；同時通過設置單進路回采區(qū)域爆破回采之后的空頂高度高于多進路回采區(qū)域爆破回采之后的空頂高度，利用空頂的高度落差，將多進路回采區(qū)域的充填管出料口懸掛于單進路回采區(qū)域的頂板，使多進路回采區(qū)域的充填接頂的充填度更高，接頂更充實，對二步驟進路的回采區(qū)域支撐性更好，極大的提高了二步驟進路回采時的安全度。

41.以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。技術特征：

1.一種厚度不穩(wěn)定中厚礦體上向分層充填采礦法，其特征在于，包括如下步驟：根據巖石力學確定礦巖回采安全跨度；以礦巖回采安全跨度為回采進路寬度閾值，沿礦體走向對礦塊進行區(qū)域劃分，得到多進路回采區(qū)域和單進路回采區(qū)域；對多進路回采區(qū)域采用掘進式落礦方式進行爆破回采，對單進路回采區(qū)域采用壓頂式落礦方式進行爆破回采。2.根據權利要求1所述的厚度不穩(wěn)定中厚礦體上向分層充填采礦法，其特征在于，以礦巖回采安全跨度為回采進路寬度閾值，在沿礦體走向方向上，對厚度超過礦巖回采安全跨度的礦塊進行多進路劃分，得到多進路回采區(qū)域；對厚度未超過礦巖回采安全跨度的礦塊進行單進路劃分，得到單進路回采區(qū)域。3.根據權利要求2所述的厚度不穩(wěn)定中厚礦體上向分層充填采礦法，其特征在于，在沿礦體走向方向上，對厚度超過礦巖回采安全跨度的礦塊進行厚度方向上的平均劃分，得到多進路回采區(qū)域。4.根據權利要求1所述的厚度不穩(wěn)定中厚礦體上向分層充填采礦法，其特征在于，對多進路回采區(qū)域采用掘進式落礦方式進行爆破回采之后，對多進路回采區(qū)域進行充填接頂。5.根據權利要求1所述的厚度不穩(wěn)定中厚礦體上向分層充填采礦法，其特征在于，對單進路回采區(qū)域采用壓頂式落礦方式進行爆破回采之后，對單進路回采區(qū)域充填不接頂，預留上分層落礦的爆破補償空間。6.根據權利要求1所述的厚度不穩(wěn)定中厚礦體上向分層充填采礦法，其特征在于，所述單進路回采區(qū)域爆破回采之后的空頂高度高于多進路回采區(qū)域爆破回采之后的空頂高度。7.根據權利要求6所述的厚度不穩(wěn)定中厚礦體上向分層充填采礦法，其特征在于，在對多進路回采區(qū)域進行充填時，如果存在與多進路回采區(qū)域相鄰的單進路回采區(qū)域，則多進路回采區(qū)域的充填管出料口懸掛于單進路回采區(qū)域的頂板。8.根據權利要求1所述的厚度不穩(wěn)定中厚礦體上向分層充填采礦法，其特征在于，所述單進路回采區(qū)域與多進路回采區(qū)域同時充填。

技術總結

本發(fā)明公開了一種厚度不穩(wěn)定中厚礦體上向分層充填采礦法，其根據巖石力學確定礦巖回采安全跨度；以礦巖回采安全跨度為回采進路寬度閾值，分層內沿礦體走向對礦塊進行區(qū)域劃分，得到多進路回采區(qū)域和單進路回采區(qū)域；對多進路回采區(qū)域采用掘進式落礦方式進行爆破回采，對單進路回采區(qū)域采用壓頂式落礦方式進行爆破回采，充分發(fā)揮壓頂式落礦的優(yōu)勢，提高礦巖的整體回采效率；同時利用單進路回采區(qū)域與多進路回采區(qū)域之間的空頂高度落差，兩者同時充填使多進路回采區(qū)域的充填接頂更好，從而對二步驟進路的回采區(qū)域支撐性更好，極大的提高二步驟進路回采時的安全度。高二步驟進路回采時的安全度。高二步驟進路回采時的安全度。

技術研發(fā)人員：張為星 曹萬寶 林衛(wèi)星 黃存飛 楊波 劉志明 鐘紅濤 劉盛

受保護的技術使用者：湖南辰州礦業(yè)有限責任公司

技術研發(fā)日：2023.03.14

技術公布日：2023/6/27