本发明涉及充填
采矿工艺技术领域，更具体地，涉及一种中厚急倾斜极破碎矿体的分区上向分层充填采矿法。
背景技术：
目前，针对中厚急倾斜极破碎矿体的采矿方法主要有无底柱分段崩落法、有底柱分段崩落法、上向水平分层充填采矿法、上向进路充填法等，其中：
无底柱分段崩落法和
自然崩落法的主要优点是：采矿方法结构简单，灵活性大，不需留矿柱；工艺过程简单，能充分发挥大型铲、装、运设备的优势，便于实现机械化配套作业，安全性好，采矿成本低，生产效率高。其主要缺点是：在覆盖岩下放矿，损失贫化率高，一般15％～40％；通风条件差，要施工专用通风巷道；设备维护维修工作量大，维护成本高。特别是对于地表不允许产生错动的地区，该方法基本不可行；
有底柱分段崩落法的主要优点是：爆破规模小，一次钻孔量也少，爆破易于控制，大块率低，出现不良情况时，易于处理，造成的经济损失小，放矿管理简单。其主要缺点是：由于分段采矿，开拓采准工作量大，采矿成本较高。分段崩落法的一次崩出矿量比阶段崩落法的一次崩出矿量少，放出矿石过程中，矿石和覆盖岩石接触量要多，贫化率大。需留设大量矿柱和顶底柱，矿石损失率高。
上向水平分层充填采矿法的主要优点是：回采灵活、矿石回收率高、损失贫化小。主要缺点是：采场暴露面积大、人员和设备在空场内作业，安全性差,采场生产能力小；
上向进路充填法、下向进路充填法的主要优点是采场暴露面积小，因而能够较好地保证采场回采时的作业安全，达到回采矿岩不稳固矿体的目的。主要缺点是由于其回采断面小，回采工艺复杂，采场生产能力小；
综上，崩落法损失贫化率高、对地表环境破坏严重；上向水平分层充填采矿法生产安全性差、采场生产能力小；进路法回采工艺复杂，采场生产能力小。
技术实现要素：
本发明是为了解决现有技术中存在的上述技术问题而做出，其目的在于提供一种矿石损失贫化较小、同时能安全高效回采、且对地表无错动的中厚急倾斜极破碎矿体的分区上向分层充填采矿法。
为了实现上述目的一种中厚急倾斜极破碎矿体的分区上向分层充填采矿法，其特征在于，包括：划分矿块结构，在竖直方向将矿体划为多个阶段，阶段内沿矿体走向划分多个采场，将采场划分为多个分区单元，3～5个分区构成一个采场单元，分区单元间留设隔离矿壁；具体步骤如下：
采准工程：
在每一个分区单元，进行脉内采准，在每一个分区单元布置阶段运输平巷、阶段出矿横巷、人行进风天井、人行进风天井联络巷、矿石溜井、充填回风天井；
切割：
通过人行进风天井在脉内沿矿体走向掘进拉底巷道，向两侧扩帮逐渐形成拉底层；
支护：在拉底层对破碎矿体进行长锚索预支护控顶；
爆破：在拉底层钻凿上向孔，崩落上分层矿石；
回采出矿：
采场回采顺序，一个采场内各分区同时自下而上逐层开采，中间分区单元超前两侧分区单元2~3个分层回采；回采两侧分区单元的分层时留设隔离矿壁，采场顶部一个分层不回采，留设为顶柱，上阶段采场的底部结构布置在本阶段顶柱与上阶段底柱之间；采完一个分层后出矿，崩落的矿石通过电爬爬进矿石溜井，经阶段出矿横巷从阶段运输平巷运出采场，再采这一分层的矿壁，如此反复，采一层，充填一层，直至整个采场回采完毕。
进一步地，所述的阶段高度在40m～60m范围内，阶段内将采场划分为10～15个分段，分段高度为3m～5m，采场长为45m～100m内，每个分区长为15m～20m内。
进一步地，所述支护包括：在切割工作完成后，回采工作开始前需对破碎矿体进行长锚索预支护控顶，用树脂锚固剂进行锚固，支护网度2m×2m，待第一次长锚索支护的分层回采结束后，需在回采下一分层前再次进行长锚索支护，每次预支护3~5个分层高度。
进一步地，所述采准工程的阶段运输平巷布置在矿体底部围岩中，方向为沿矿体走向，通过阶段出矿横巷与矿石溜井连通，通过人行进风天井联络巷与人行进风天井连通，其中矿石溜井位于每个分区单元的中间，两条人行进风天井靠每一个分区单元的两侧，矿石溜井和人行进风天井随着矿体的分层回采，逐层架设起来。
进一步地，所述通风主要是利用本阶段运输平巷的新鲜风流，由人行进风天井到达脉内回采工作面，清洗工作面后，污浊空气经充填回风天井排入上阶段运输巷道，上阶段运输巷道做为下阶段的回风平巷，形成贯穿风流通风；
进一步地，所述隔离矿壁厚度为2m~3m。
进一步地，所述分层充填包括尾砂层和在所述尾砂层上的混凝土层，所述尾砂层厚度为3m～3.5m，所述混凝土层的厚度为0.5m～1.0m。
本发明的有益效果是：
①安全性增高
采用隔离矿壁将采场分区，减小了回采时顶板的暴露面积，同时采用长锚索预支护顶板，提高顶板稳定性，大大提高了作业安全性；
矿石回收率高
分区之间留2m的隔离矿壁，有效的防止回采时相邻分区的废石与充填体混入，减小了矿石的贫化，采场间不留设间柱，大幅减少了矿石的损失率与贫化率，提高矿石的回收率，提高了回采经济效益；
高效开采
通过采场分区减小回采时顶板的暴露面积，可实现多个分区同时回采，分区间可同时作业，相互不产生影响，大大的提高了采场生产能力，实现矿块高效开采；
④采准量少
相比机械化盘区上向分层充填法、上向进路充填法、下向进路充填法等本发明采准工程量较少、采准工程较简单。
附图说明
图1为本发明中厚急倾斜极破碎矿体的分区上向分层充填采矿法的示意图。
图2为图1的ⅱ—ⅱ剖面图。
图3为图1的ⅲ—ⅲ剖面图。
在附图中：1-顶柱，2-充填回风天井，3-长锚索，4-拉底层，5-底柱，6-充填体，7-矿石溜井，8-阶段运输平巷，9-阶段出矿横巷，10-人行进风天井，11-人行进风天井联络巷，12-隔离矿壁。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明提供一种中厚急倾斜极破碎矿体的分区上向分层充填采矿法，包括：划分矿块结构，在竖直方向将矿体划为多个阶段，所述的阶段高度在40m～60m范围内，阶段内将采场划分为10～15个分段，分段高度为3m～5m，阶段内沿矿体走向划分多个采场，将采场划分为多个分区，3～5个分区构成一个采场，分区间留设隔离矿壁；采场长为45m～100m内，每个分区长为15m～20m内；具体步骤如下：
采准工程：
在每一个分区单元，进行脉内采准，在每一个分区单元布置阶段运输平巷8、阶段出矿横巷9、人行进风天井10、人行进风天井联络巷11、矿石溜井7、充填回风天井2；所述采准工程的阶段运输平巷8布置在矿体底部围岩中，方向为沿矿体走向，通过阶段出矿横巷9与矿石溜井7连通，通过人行进风天井联络巷11与人行进风天井10连通，其中矿石溜井7位于每个分区单元的中间，两条人行进风天井10靠每一个分区单元的两侧，矿石溜井7和人行进风天井10随着矿体的分层回采，逐岐架设起来；
切割，通过人行进风天井10在脉内沿矿体走向掘进拉底巷道，向两侧扩帮逐渐形成拉底层4；
支护，在拉底层4对破碎矿体进行长锚索3预支护控顶；所述支护包括：在切割工作完成后，回采工作开始前需对破碎矿体进行长锚索3预支护控顶，用树脂锚固剂进行锚固，支护网度2m×2m，待第一次长锚索3支护的分层回采结束后，需在回采下一分层前再次进行长锚索3支护，每次预支护3~5个分层高度；
爆破，在拉底层4钻凿上向孔，崩落上分层矿石；
回采出矿：
采场回采顺序，一个采场内各分区同时自下而上逐层开采，中间分区单元超前两侧分区单元2~3个分层回采；回采两侧分区单元的分层时留设隔离矿壁12，每个分区单元之间留2m的隔离矿壁12，采场顶部一个分层不回采，留设为顶柱，上阶段采场的底部结构布置在本阶段顶柱与上阶段底柱之间；
有效的防止回采时相邻分区的废石与充填体混入，减小了矿石的贫化，采场间不留设间柱，大幅减少了矿石的损失率与贫化率，提高矿石的回收率，提高了回采经济效益。
采完一个分层后出矿，崩落的矿石通过电爬爬进矿石溜井7，经阶段出矿横巷9从阶段运输平巷8运出采场，再采这一分层的隔离矿壁12，然后通风、分层充填，所述通风主要是利用本阶段运输平巷的新鲜风流，由人行进风天井10到达脉内回采工作面，清洗工作面后，污浊空气经充填回风天井2排入上阶段运输巷道，上阶段运输巷道做为下阶段的回风平巷，形成贯穿风流通风；所述分层充填包括尾砂层和在所述尾砂层上的混凝土层，所述尾砂层厚度为3m～3.5m，所述混凝土层的厚度为0.5m～1.0m；如此反复，采一层，充填一层，直至整个采场回采完毕。
尽管前面公开的内容示出了本发明的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的发明实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明的元素可以以个体形式描述或要求，但是也可以设想具有多个元素，除非明确限制为单个元素。
技术特征：
1.一种中厚急倾斜极破碎矿体分区上向分层充填采矿法，其特征在于，包括：划分矿块结构，在竖直方向将矿体划为多个阶段，阶段内沿矿体走向划分多个采场，将采场划分为多个分区单元，3～5个分区单元构成一个采场，分区单元间留设隔离矿壁；具体步骤如下：
采准工程：
在每一个分区单元，进行脉内采准，在每一个分区单元布置阶段运输平巷、阶段出矿横巷、人行进风天井、人行进风天井联络巷、矿石溜井及充填回风天井；
切割：
通过人行进风天井在脉内沿矿体走向掘进拉底巷道，向两侧扩帮逐渐形成拉底层；
支护：在拉底层对破碎矿体进行长锚索预支护控顶；
爆破：在拉底层钻凿上向孔，崩落上分层矿石；
回采出矿：
采场回采顺序，一个采场内各分区同时自下而上逐层开采，中间分区单元超前两侧分区单元2~3个分层回采；回采两侧分区单元的分层时留设隔离矿壁，采场顶部一个分层不回采，留设为顶柱，上阶段采场的底部结构布置在本阶段顶柱与上阶段底柱之间；采完两侧一个分层后出矿，再采这一分层的矿壁，逐个分层回采出矿，崩落的矿石通过电爬爬进矿石溜井，经阶段出矿横巷从阶段运输巷道运出采场，然后通风、分层充填，如此反复，采一层，充填一层，直至整个采场回采完毕。
2.根据权利要求1所述的中厚急倾斜极破碎矿体的分区上向分层充填采矿法，其特征在于，所述的阶段高度在40m～60m范围内，阶段内将采场划分为10～15个分段，分段高度为3m～5m，采场长为45m～100m内，每个分区长为15m～20m内。
3.根据权利要求1所述的一种中厚急倾斜极破碎矿体的分区上向分层充填采矿法，其特征在于，所述支护包括：在切割工作完成后，回采工作开始前需对破碎矿体进行长锚索预支护控顶，用树脂锚固剂进行锚固，支护网度2m×2m，待第一次长锚索支护的分层回采结束后，需在回采下一分层前再次进行长锚索支护，每次预支护3~5个分层高度。
4.根据权利要求1所述的一种中厚急倾斜极破碎矿体的分区上向分层充填采矿法，其特征在于，所述采准工程的阶段运输平巷布置在矿体底部围岩中，方向为沿矿体走向，通过阶段出矿横巷与矿石溜井连通，通过人行进风天井联络巷与人行进风天井连通，其中矿石溜井位于每个分区单元的中间，两条人行进风天井靠每一个分区单元的两侧，矿石溜井和人行进风天井随着矿体的分层回采，逐层架设起来。
5.根据权利要求1所述的一种中厚急倾斜极破碎矿体的分区上向分层充填采矿法，其特征在于，所述通风主要是利用本阶段运输平巷的新鲜风流，由人行进风天井到达脉内回采工作面，清洗工作面后，污浊空气经充填回风天井排入上阶段运输巷道，上阶段运输巷道做为下阶段的回风平巷，形成贯穿风流通风。
6.根据权利要求1所述的一种中厚急倾斜极破碎矿体的分区上向分层充填采矿法，其特征在于，所述隔离矿壁厚度为2m~3m。
7.根据权利要求1所述的一种中厚急倾斜极破碎矿体的分区上向分层充填采矿法，其特征在于，所述分层充填包括尾砂层和在所述尾砂层上的混凝土层，所述尾砂层厚度为3m～3.5m，所述混凝土层的厚度为0.5m～1.0m。
技术总结
本发明提供一种中厚急倾斜极破碎矿体的分区上向分层充填采矿法，包括：划分矿块结构，在竖直方向将矿体划为多个阶段，阶段内沿矿体走向划分多个采场，将采场划分为多个分区单元，分区单元间留设隔离矿壁；具体步骤如下：采准工程，在每一个分区单元布置阶段运输平巷、阶段出矿横巷、人行进风天井、人行进风天井联络巷、矿石溜井及充填回风天井；切割、支护：在拉底层对破碎矿体进行长锚索预支护控顶；爆破：在拉底层钻凿上向孔，崩落上分层矿石；回采出矿：采场回采顺序，一个采场内各分区同时自下而上逐层开采，采一层，充填一层，以此类推，直至整个采场回采完毕。其优点是：①安全性增高，矿石回收率高，高效开采，④采准量少。
技术研发人员：郭子源;周育;蒋胜文;韩波;王鹏
受保护的技术使用者：中冶北方(大连)工程技术有限公司
技术研发日：2020.09.17
技术公布日：2020.11.27
声明：
“中厚急倾斜极破碎矿体的分区上向分层充填采矿法的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中冶北方(大连)工程技术有限公司
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2024年06月28日 ~ 30日 
