本發(fā)明涉及礦業(yè)工程，具體涉及一種采場(chǎng)效率高、礦石損失率低、安全可靠的降低礦體損失率提升回采效率的充填采礦法。

背景技術(shù)：

1、在礦業(yè)工程的切割回采工藝過程中，對(duì)于傾斜及以上傾角的高品位中厚礦體，由于兼具緩傾斜與急傾斜礦體的開采特征，因此礦體回采面臨諸如礦石難以自溜，需輔助搬運(yùn)設(shè)備；中等傾角導(dǎo)致頂板暴露面積大，地壓顯現(xiàn)復(fù)雜；以及設(shè)備布置受礦體傾角與厚度雙重制約等挑戰(zhàn)。

2、在實(shí)際礦體回采生產(chǎn)過程中，切割工程的布置受礦體賦存情況、礦巖條件、礦石價(jià)值等因素影響，從而決定采用相應(yīng)的采礦方法及工程布置。但現(xiàn)有技術(shù)中回采前述高品位中厚礦體時(shí)，不僅存在崩落法及礦房法礦體損失率高，以及充填法回采效率低等問題，而且傳統(tǒng)分段礦房嗣后充填法在上盤和下盤邊界處均存在礦體損失情況，導(dǎo)致礦體的損失率也較高。因此，為保證較低的礦體損失率以提高礦石的回收，對(duì)于上述高品位中厚礦體的回采多采用進(jìn)路式礦房水平分層充填法，但長(zhǎng)距離的進(jìn)路礦房造成采場(chǎng)通風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)、水平分層膏體接頂困難使得暴露面積大、膏體放熱量大及通風(fēng)不足導(dǎo)致采場(chǎng)內(nèi)溫度高、回采效率底等問題，一直是傳統(tǒng)進(jìn)路式礦房水平分層充填法生產(chǎn)過程中難以解決的技術(shù)難題。此外，現(xiàn)有技術(shù)中還有采用上向傾斜分層充填采礦法來回采傾斜礦體的礦石，從而可利用重力運(yùn)搬礦石和充填料以大幅提高作業(yè)效率，但由于對(duì)圍巖的穩(wěn)定性要求較高，導(dǎo)致適用面較窄；而且采場(chǎng)內(nèi)礦石和充填料的運(yùn)輸主要靠重力，限制了采場(chǎng)的規(guī)模和采礦效率。

3、由上可知，在已知礦山井下生產(chǎn)作業(yè)方法中，對(duì)于傾斜高品位礦床的回采，降低損失率提升礦石回收一直缺少較為有效的切割、回采工藝。因此，如何安全可靠的、低損失的、高效的回采傾斜高品位中厚礦體，一直是礦業(yè)工程在開拓工程技術(shù)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種采場(chǎng)效率高、礦石損失率低、安全可靠的降低礦體損失率提升回采效率的充填采礦法。

2、本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：包括工程布置、切割巷道掘進(jìn)、礦房回采、礦房充填、分層回采、向上回采、倒楔形礦體回采、倒楔形礦體充填步驟，具體內(nèi)容為：

3、a、工程布置：根據(jù)礦體賦存情況，確定礦體中段的高度和礦柱間距，采用水平礦房?jī)?yōu)先在礦體中段的頂部和底部分別回采礦柱，然后在回采礦柱后的礦體內(nèi)制作人工假底，隨后在人工假底之間自礦體的下盤向上盤形成沿傾斜方向每層收縮1至2條礦房的布置結(jié)構(gòu)；

4、b、切割巷道掘進(jìn)：根據(jù)礦體走向長(zhǎng)度，從分段沿脈在礦體兩側(cè)或單側(cè)上下分段各向礦體施工一條切割，上分段切割施工至礦體的上盤且下分段切割施工至礦體的下盤，然后在礦體的上盤和下盤邊界處分段各掘進(jìn)一條切割巷道；

5、c、礦房回采：各礦房采用中深孔爆破技術(shù)自礦體的上盤切割巷道向下盤切割巷道進(jìn)行回采；

6、d、礦房充填：礦房回采結(jié)束后，依據(jù)對(duì)應(yīng)的下盤切割巷道進(jìn)行出礦，出礦完成后在前述下盤切割巷道內(nèi)構(gòu)建充填隔墻，然后通過上盤切割巷道對(duì)礦房進(jìn)行充填；

7、e、分層回采：前述礦房充填完成后，在爆破進(jìn)尺方向沿走向方向推進(jìn)爆破，循環(huán)重復(fù)c～d步驟直至該分層礦體全部回采結(jié)束；

8、f、向上回采：在每一分層回采并充填完成后，對(duì)礦體的上盤切割巷道和下盤切割巷道進(jìn)行壓頂掘進(jìn)，隨后在原礦體上盤切割巷道和下盤切割巷道的頂部再各掘進(jìn)一條新的切割巷道，然后重復(fù)c～e步驟，逐步向上進(jìn)行回采至上盤切割巷道施工到頂部的人工假底礦柱下，剩余礦體呈倒楔形預(yù)留在人工假底下方；

9、g、倒楔形礦體回采：在剩余礦體的倒楔形底部掘進(jìn)一條切割巷道，采用扇形中深孔自前述切割巷道向上方爆破回采，完成礦體中段的回收；

10、h、倒楔形礦體充填：在剩余礦體對(duì)應(yīng)的上盤切割巷道施工一條充填巷道，在倒楔形礦體全部回收完成后通過前述施工的充填巷道進(jìn)行充填。

11、進(jìn)一步地，所述a步驟中至少在最底部人工假底下鋪墊有厚度不少于0.5m的粉礦墊層；所述工程布置結(jié)構(gòu)中礦房自上盤向下盤的傾角為α2且傾角α2根據(jù)回采礦石內(nèi)摩擦角決定。

12、進(jìn)一步地，所述b步驟中下盤切割巷道的長(zhǎng)度為自采區(qū)移動(dòng)圈外的礦體一端掘進(jìn)至礦體的另外一端，具體長(zhǎng)度為lk+lq；上盤切割巷道的長(zhǎng)度為底部巷道長(zhǎng)度與兩巷道水平安全距離的長(zhǎng)度之和，具體長(zhǎng)度為lk+lq+la；其中：lk為框體沿走向長(zhǎng)度采場(chǎng)長(zhǎng)度，lq為下盤切割巷道出礦道與礦體邊界水平安全距離，la為上盤切割巷道與下盤切割巷道水平安全距離。

13、進(jìn)一步地，所述c步驟中根據(jù)礦房的礦石內(nèi)摩擦角修正的爆破傾角α=55°～75°，且首次爆破的斷面根據(jù)礦巖穩(wěn)定性控制在3m×3m～4m×4m斷面之間。

14、進(jìn)一步地，所述d步驟中，礦房首次充填至下盤切割巷道的頂板向上0.5m～1m，第二次充填至上盤切割巷道的底部并確認(rèn)充填接頂，最后在上盤切割巷道的進(jìn)口處構(gòu)建充填隔墻，繼續(xù)進(jìn)行第三次充填，且每次充填的時(shí)間間隔不大于充填膏體的終凝時(shí)間。

15、進(jìn)一步地，所述h步驟中，在倒楔形礦體全部回收完成后通過充填巷道按d步驟進(jìn)行三次充填。

16、進(jìn)一步地，所述b步驟中，沿礦體中段的高度間隔設(shè)置有多條分段沿脈，相鄰兩條分段沿脈之間通過脈外采準(zhǔn)斜坡道連通。

17、進(jìn)一步地，所述e步驟中，在分層礦體的最后一個(gè)礦房回采結(jié)束且出礦完成后，在該分層礦體對(duì)應(yīng)的下分段切割內(nèi)構(gòu)建充填隔墻，然后通過上盤切割巷道對(duì)礦房進(jìn)行充填。

18、進(jìn)一步地，所述f步驟中，礦體每一分層回采并充填完成后，在原礦體的上盤切割巷道和下盤切割巷道的頂部再各掘進(jìn)一條新的切割巷道，新掘進(jìn)形成的上盤切割巷道與對(duì)應(yīng)的上分段切割連通且下盤切割巷道與對(duì)應(yīng)的下分段切割連通。

19、進(jìn)一步地，所述切割巷道分別設(shè)置有礦石溜井及調(diào)節(jié)風(fēng)門，上下相鄰切割巷道的礦石溜井相互連通。

20、本發(fā)明的有益效果為：

21、1、本發(fā)明在礦體的上盤和下盤邊界處分段各掘進(jìn)一條切割巷道，并自上盤切割巷道向下盤切割巷道采用中深孔爆破技術(shù)對(duì)礦體進(jìn)行回采，不僅通過將回采礦塊與廢石圍巖隔離，相較于傳統(tǒng)分段礦房嗣后充填采礦法，有效穩(wěn)定了中深孔爆破回采過程中礦石的出礦品位；而且相較于傳統(tǒng)水平分層充填法，在相同切割工程量下提升了采場(chǎng)的回采效率。

22、2、本發(fā)明通過在礦體上盤和下盤邊界處布置切割巷道，并且采用中深孔爆破將上下兩層分段切割工程聯(lián)通，從而在采場(chǎng)內(nèi)上下兩層分段及切割巷道形成負(fù)壓以達(dá)成局部自然通風(fēng)，不僅可降低風(fēng)機(jī)、風(fēng)筒等通風(fēng)設(shè)備的投入，還能解決采場(chǎng)污風(fēng)通風(fēng)和充填體放熱引起的采場(chǎng)內(nèi)高溫問題。

23、3、本發(fā)明通過優(yōu)先回采礦柱制作人工假底構(gòu)建人工礦柱后再進(jìn)行回采，不僅能有效提升單采場(chǎng)的生產(chǎn)效率和降低礦石損失率，而且還充分利用了切割工程，并且還能優(yōu)化井下采場(chǎng)內(nèi)的通風(fēng)線路，從而降低膏體放熱導(dǎo)致的采場(chǎng)內(nèi)濕球溫度過高帶來的安全影響。

24、4、本發(fā)明通過將部分切割工程布置在礦體兩側(cè)而非礦體的下盤，有效降低了礦體原巖應(yīng)力、膏體沉降等地壓力變化導(dǎo)致的切割工程巷道變形，在保障作業(yè)安全的同時(shí)還節(jié)約了補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)所需的材料費(fèi)用投入。

25、5、本發(fā)明通過在礦體的上盤和下盤邊界處布置切割巷道，然后進(jìn)行分層爆破出礦，從而降低了高品位礦體的損失；并且通過對(duì)較大的傾斜分層進(jìn)行充填，解決了充填接頂問題，有效控制了地壓，從而提升了回采過程的安全性。

26、綜上所述，本發(fā)明具有采場(chǎng)效率高、礦石損失率低、安全可靠的特點(diǎn)。