短走向低品位厚大稳固矿体分盘区多中段开采方法与流程

本发明涉及地下矿山开采，尤其涉及短走向低品位厚大稳固矿体分盘区多中段开采方法。

背景技术：

1、地下矿山在进行开采前，需要根据开采技术条件，对开采方案、开采充填顺序、地压控制和技术经济进行合理的规划设计，特别是充填开采作业上下相邻采区之间的过渡，直接影响到充填开采生产作业的安全性和经济性。

2、对于走向短厚大稳固的矿体在充填开采中，充分保证矿山回采安全、提高资源回收率、增加矿山经济收益，同时解决矿山采充失衡及备采矿量不足等问题，是实现高效安全经济采矿的关键。

3、现有技术一：

4、在上下相邻采区留设一定厚度的原岩水平矿柱以隔离上采区的充填体来保证回采安全，降低上采区充填体在下采区采矿时引起的下向揭露垮塌风险。采区间留设原岩水平矿柱的资源量一般是在矿体开采末期，作为残矿资源进行回收，回收时需要在充填体内开挖巷道，既增加了采准费用，也浪费了胶凝充填成本。

5、上述现有技术一预留采区间原岩水平矿柱的开采方式，存在如下问题：

6、(1)留设采区间原岩水平矿柱后，下采区一步骤矿房采场开采完成并充填后，由于充填的固结沉缩特性，充填体难以与原岩水平矿柱充分接顶，因此在二步骤矿柱采场开采时，两侧的矿房采场充填体与原岩水平矿柱是悬空的，严重威胁二步骤矿柱采场开采时的安全。

7、(2)上采区采场回采完毕后，原岩应力向四周转移，导致留设的原岩水平矿柱压力增加，随着下采区的采场逐步开采，原岩水平矿柱会进一步发生应力集中，发生地质灾害的安全风险高。为了保证回采安全，留设矿柱的厚度需要进一步增加，导致备采矿量减少。

8、(3)采区间留设原岩水平矿柱的资源量后期作为残矿资源回收时，其应力高，后期残矿回采难度较大，人员和设备安全风险高。因此，急需解决。

9、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是最接近的现有技术。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供短走向低品位厚大稳固矿体分盘区多中段开采方法，该开采方法不仅提供了矿山合理安全的开采时序，而且提升了矿山矿体的开采率。

2、为达到所述目的，本发明的技术方案是这样实现的，短走向低品位厚大稳固矿体分盘区多中段开采方法，所述开采方法包括以下步骤：

3、s1、开采前，沿垂直于矿体走向方向划分2个及开采盘区，每个盘区总长度为矿体沿走向的地质赋存总长度，每个盘区总宽度为60米-100米；

4、s2、相邻盘区之间的矿岩间距范围设置为盘区间柱，盘区间柱的宽度不少于20米，沿着盘区间柱中线开拓1条盘区主运输巷道，再通过联络巷道连通盘区柱内的主运输巷道与两侧盘区的采场，盘区间柱两侧相邻的采场宽度边界线是相互错位分布，相互错开的宽度是采场宽度的一半；

5、s3、沿矿体的竖直方向上划分成上采区、中采区和下采区，上采区、中采区和下采区的总高度为360米，上采区、中采区和下采区内分别划分成2个开采中段，每个开采中段的高度为60米；

6、s4、在上采区、中采区和下采区内的每个开采中段内，沿水平方向等间隔的划分采场，采场分别为交替分布的矿房采场和矿柱采场；沿竖直方向，上采区、中采区和下采区的两个中段采场均设置为上中段采场和下中段采场；

7、s5、同一开采水平内的采场总体按照隔三采一的开采原则；上采区、中采区和下采区内可以同时回采的采场要求在水平方向至少间隔2个采场宽度、且在竖直方向至少间隔1个中段高度；

8、s6、下采区和上采区的一步骤矿房采场均采用双中段合并回采方式，下采区和上采区的二步骤矿柱采场均采用单中段回采方式，中采区的所有采场全部采用单中段回采方式；

9、s7、上采区和下采区内的采场回采总体按照自下而上的回采顺序；每个盘区内，首先同时回采2个下采区的矿房采场和1个上采区的矿房采场，同时回采的下采区一步骤矿房采场和1个上采区矿房采场不在同一竖直方向上；然后同时回采1个下采区的矿房采场和2个上采区的矿房采场，且同时回采的1个下采区矿房采场和2个上采区的矿房采场不在同一竖直方向上；然后回采下采区和上采区剩余的矿柱采场，并根据s5所述可同时回采的采场间隔要求配合回采中采区的采场，保证每个盘区同时有3个采场单中段回采。

10、s8、上采区和下采区双中段并采的采场底部要求采用高强度胶结充填体，形成高强度充填体隔离层；上采区、中采区和下采区内一步骤矿房采场开采完成后的主体部分均采用胶结充填，上采区、中采区和下采区内二步骤矿柱采场开采完成后的主体部分采用非胶结或弱胶结充填。

11、优选的，所述步骤s4中，下采区的下中段采场全部采用堑沟式底部结构出矿，下采区的其余采场全部采用平底式底部结构出矿；中采区的所有采场全部采用平底式底部结构出矿；上采区的双中段合并回采的采场、同一垂线方向上比下采区采场优先开采的上采区的下中段采场采用堑沟式底部结构出矿，上采区其余采场全部采用平底式底部结构出矿。

12、优选的，所述步骤s8中，采场底部设置有高强度胶结充填体形成的隔离层，所述隔离层在垂直方向的厚度不小于10m、所述构筑隔离层的高强度充填体的单轴抗压强度不低于4mpa。

13、优选的，所述步骤s8中，所述采场主体部分采用胶结充填时，所述胶结充填体的单轴抗压强度不低于1.0mpa；所述采场主体部分采用弱胶结充填时，所述弱胶结充填体的单轴抗压强度为0.1mpa至0.5mpa。

14、本发明的有益效果体现在：

15、(1)本发明提供的开采方法适用于走向短厚大稳固矿体的多中段组合采矿，解决了此类矿山采充平衡问题，提高了矿山备采矿量，降低了阶段间原岩水平矿柱矿量，进而增加了矿山企业开采的经济收益。

16、(2)本发明提供的开采方法使得矿山早期生产能力高，可快速达产。

17、(3)本发明提供的开采方法提供了矿山合理的采充时序，实现了采区间不留设原岩水平矿柱，解决了矿房采场充填体难阶段导致矿柱采场悬空顶带来的回采安全问题，提升了生产的安全性。

18、(4)本发明提供的开采方法不留设原岩水平矿柱，提高了矿山的备采矿量，后期不进行残矿回采，提高了矿山开采的安全性和综合效率。

技术特征：

1.短走向低品位厚大稳固矿体分盘区多中段开采方法，其特征在于，所述开采方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述短走向低品位厚大稳固矿体分盘区多中段开采方法，其特征在于，所述步骤s4中，下采区的下中段采场全部采用堑沟式底部结构出矿，下采区的其余采场全部采用平底式底部结构出矿；中采区的所有采场全部采用平底式底部结构出矿；上采区的双中段合并回采的采场、同一垂线方向上比下采区采场优先开采的上采区的下中段采场采用堑沟式底部结构出矿，上采区其余采场全部采用平底式底部结构出矿。

3.根据权利要求2所述短走向低品位厚大稳固矿体分盘区多中段开采方法，其特征在于，所述步骤s8中，采场底部设置有高强度胶结充填体形成的隔离层；所述隔离层在垂直方向的厚度不小于10m，且构筑隔离层的高强度充填体的单轴抗压强度不低于4mpa。

4.根据权利要求3所述短走向低品位厚大稳固矿体分盘区多中段开采方法，其特征在于，所述步骤s8中，采场主体部分采用胶结充填时，胶结充填体的单轴抗压强度不低于1.0mpa；采场主体部分采用弱胶结充填时，弱胶结充填体的单轴抗压强度为0.1mpa至0.5mpa。

技术总结本发明涉及地下矿山开采技术领域，尤其涉及短走向低品位厚大稳固矿体分盘区多中段开采方法。所述开采方法包括以下步骤：S1、沿垂直于矿体的竖直方向的走向划分开采用的盘区；S2、沿盘区的竖直走向划分上采区、中采区和下采区；S3、各个采区均沿水平方向等间隔设置采场，上采区和下采区的采场均设为交替分布的矿房采场和矿柱采场，中采区的采场均为矿房采场，且所有的矿房采场均沿竖直方向设为上中段和下中段；S4、各个采区的采场总体按照隔三采一、自下而上的开采原则进行配采；S5、各个采场开采完均采用非胶结或胶结充填形成阶段充填体。该开采方法不仅提供了矿山合理安全的开采时序，而且提升了矿山矿体的开采率。技术研发人员：张见,党建东,马鹏飞,刘光生,陈资南,陈刚,方同贵,阚忠辉,郑迪,许龙,赵锐,曾德强受保护的技术使用者：安徽铜冠（庐江）矿业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10