[发明专利]一种深部厚大矿体下向序次梯段式采场落矿方法

说明书

本发明提供一种深部厚大矿体下向序次梯段式采场落矿方法，涉及地下深部金属矿开采技术领域。该方法首先根据深部厚大矿体赋存形态、地应力条件及开拓工程位置确定采场布置形式，划分矿块，并围绕矿块位置，布置采场凿岩道、出矿道；然后根据采场布置形式及采场凿岩道位置，确定切割井位置，开凿切割井；再以切割井为自由面，开凿下向中深孔，序次分段爆破施工切割槽，形成矿块爆破落矿的初始补偿空间；最后对矿块进行下向序次梯段式爆破落矿。该方法有效防控采动地压的同时，使爆破能量向下传递，减少侧向爆破能量，减弱爆破能量对充填体或围岩损害，实现安全、高效、连续、规模化生产的目的。

技术领域

本发明涉及地下深部金属矿开采技术领域，尤其涉及一种深部厚大矿体下向序次梯段式采场落矿方法。

背景技术

深部采矿已经成为世界矿产资源开发的重要组成。随着矿床开采深度的增加，深部矿体赋存的地质环境严重劣化，深部采矿是处于“高井深、高应力、高岩温、强开采扰动”的特殊开采技术条件，仍采用浅部传统采矿方法及落矿方式，极易造成深部采场发生严重垮冒，导致损失贫化加剧，严重威胁井下作业人员及设备的安全，甚至造成深部矿体无法开采，极大造成资源浪费。针对1000m以深深部厚大矿体开采，亟需突破现有采场落矿方法，形成自适应于深部采动地压迁移响应的连续安全高效规模化落矿方式。

当前对于深部厚大矿体开采主要采用上向水平分层充填法、阶（分）段空场嗣后充填法，囿于深部采动地压大、采动应力集中，采准、切割工程均在采场内，应用水平孔或上向中深孔（炮孔直径为50~75mm，炮孔深度为5~15m）爆破落矿，常造成深部采场顶板垮塌，相邻采场两帮滑移及充填体混入矿石产生二次贫化，如图1所示。深部采场顶板产生的大面积垮塌诱发的地压灾害防控困难、安全性差，严重威胁作业人员和设备安全，如图2所示。

究其原因，深部厚大矿体采用上向中深孔爆破落矿未考虑与采动地压迁移响应及地压防控自适应的爆破落矿方式，且上向中深孔凿岩、装药和出矿直接在采场内作业，生产强度大、安全条件差、地压防控困难，严重制约深部厚大矿体的连续安全高效规模化开采。因此，为适应深部采动地压迁移响应，实现深部厚大矿体安全、高效、连续、规模化落矿，改善生产作业环境，亟需开发一种与采动地压迁移响应及地压防控自适应的下向序次梯段式采场落矿方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种深部厚大矿体下向序次梯段式采场落矿方法，采用下向中深孔爆破与地压防控相结合且与采动地压迁移响应自适应的下向序次梯段式采场落矿方法，实现深部厚大矿体安全、高效、连续、规模化开采，提高生产效率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种深部厚大矿体下向序次梯段式采场落矿方法，包括以下步骤：

步骤1：根据深部厚大矿体赋存形态、地应力条件及开拓工程位置确定采场布置形式，划分矿块并确定矿块结构，根据矿块结构，布置采场凿岩道、出矿道；

（1）依据深部厚大矿体赋存形态划分阶段，根据最大主应力方向，确定沿矿体走向或垂直矿体走向划分矿块，确定矿块结构；

（2）确定矿块结构后，在矿块上部沿矿块回采方向布置采场凿岩道，并采用支护维护采场凿岩道稳定；

（3）在矿块下部布置采场出矿道，并采用支护维护采场出矿道稳定；

步骤2：根据步骤1的采场布置形式及采场凿岩道位置，确定切割井位置，开凿切割井；

所述开凿切割井的方法采用中深孔爆破法或钻进法，其中，中深孔爆破法需开凿炮孔，炮孔的施工类别为下向平行炮孔；

步骤3：根据步骤2中确定的切割井位置，以切割井为自由面，开凿下向中深孔，由下至上，由内至外序次分段爆破施工切割槽，形成矿块爆破落矿的初始补偿空间；

所述下向中深孔施工类别为下向平行炮孔或下向扇形炮孔；