1.本发明涉及金属矿山井下采空区分区充填和盘区隔离矿柱开采领域，对金属矿床盘区划分预留的盘区隔离矿柱采用分区充填连续高效开采的方法。
背景技术：
2.不同倾角大型特大型深埋金属矿床开采根据采掘设备、矿体赋存条件采用的
采矿方法各异，划分盘区开采以其效率高、安全性好等优点得到推广应用。为使回采单元相互间不受干扰，盘区间不可避免的预留了盘区矿柱，矿柱作为残矿资源一般回采率低于60%。
3.矿柱尺寸由工程需要、岩体力学性质而定，其占总资源量一般为18～20%。为充分利用资源，控制地压，降低或避免次生地质灾害发生，盘区内采场采空区均进行充填处理，这些为盘区矿柱开采提供了条件。盘区矿柱两侧由强度差得多的充填体替代原生岩体，矿柱自身工程地质条件受前期开采爆破振动、应力集中等影响也不同程度变差，开采条件较前期正常开采采场差得多，以致盘区矿柱资源开采方法受到限制。
4.盘区矿柱回采采用的开采方法一般有上向分层充填法、进路法，此类方法开采安全性较好，但效率低；如采用与正常采场基本相同的中孔或深孔落矿空场嗣后充填法开采，一个矿柱采场采出矿充填结束后，后续采场需要重新拉槽回采效率低，产能难以满足矿山生产需要。
技术实现要素：
5.本发明的目的是解决现有技术的不足，对同一盘区隔离矿柱先采采空区进行分区充填，为后一个回采单元形成未充填自由面的安全高效连续回采方法。
6.本发明采用的技术方案是：井下采空区盘区隔离矿柱的分区控制充填连续开采方法，特征是包括如下步骤：s1，沿盘区隔离矿柱划分为长度不超过50m的若干个回采单元，其宽度为矿柱的厚度，不同回采单元间由一侧向另侧后退式开采；s2,相邻回采单元之间预留长12m、厚不小2m的矿壁为永久损失；s3，先采回采单元采用深孔落矿，孔径120
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165mm，孔深为回采段高50
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60mm，堑沟受矿，无轨铲运机出矿；s4，先采回采单元采矿结束大量出矿时，施工后续回采单元凿岩硐室、正出矿回采单元的充填措施巷道和充填硐室；s5，先采回采单元回采结束后，采用高强度的土工布将采空区隔离成两个大小不同的空区；s6,在一侧充填硐室打固定锚杆，固定锚杆上固定联接钢绳，完整的土工布固定在联接钢绳上，采用安装在锚杆台车的机械臂将联接钢绳牵引至另一侧充填硐室内固定；s7,采用加胶凝材料高浓度尾砂充填料浆对大的空区进行胶结充填，充填体强度满足相邻回采单元安全开采要求，不小于1.5mpa；s8，先充填1m待充填料凝固把高强度土工布与空区底板固结成一体后，形成透水隔砂墙，进行正常充填，一次充填高度不高于3m，固结后再进行充填，直至充填结束；s9，先采回采单元采空区分区充填结束达到养护期后，在后续回采单元凿岩硐室施工的爆破炮孔爆破落矿，进入下一个回采单元开采。
7.作为本发明的进一步改进，s5步骤中，先采回采单元回采结束后，采用高强度土工
布将采空区隔离成长45m和5m两个大小不同的空区。
8.作为本发明的进一步改进，s7步骤中，对大的空区采用全尾砂胶结充填，以限制周边岩体、充填体位移，控制地压。
9.作为本发明的进一步改进，s4步骤中，充填措施巷道和充填硐室在前期充填体内施工时，需要进行锚网喷砼支护。
10.作为本发明的更进一步改进，s9步骤中，在后续回采单元凿岩硐室施工的爆破炮孔以小的空区为自由面爆破落矿，实现盘区隔离矿柱连续开采。
11.本发明采用的有益效果是：本发明利用现代化的机械设备、材料技术对采空区在短轴方向隔离分区控制充填，未充填的采空区作为后续盘区矿柱回采单元的爆破自由面，形成盘区矿柱连续高效的开采。本方法具有采切布置简化、工程量少、爆破工序简化的优点，同时对矿产资源的开采率高。
附图说明
12.图1为本发明的盘区隔离矿柱平面布置图；图2为图1的沿盘区隔离矿柱走向剖面图（图1的ii
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ii剖面图）；图3为图1的垂直盘区隔离矿柱剖面图（图1的iii
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iii剖面图）；图4为连续回采单元示意图。
13.图中所示：1 先采回采单元，2 土工布，3 预留不充填空区，4 永久矿壁，5 充填硐室，6 固定锚杆，7 充填措施巷道，8 后续回采单元，9 凿岩硐室，10 盘区内首采空区充填体，11 盘区内次采空区充填体，12 矿柱采后充填体，13 堑沟，14 爆破炮孔。
具体实施方式
14.下面结合图1至图4，对本发明做进一步的说明。
15.井下采空区盘区隔离矿柱的分区控制充填连续开采方法，包括以下各步骤：s1,沿盘区矿柱长轴方向将盘区隔离矿柱划分为若干回采单位，以现有工程确定回采单元的开采顺序，由一侧向另一侧向退式开采；s2,先采回采单元1，与后续回采单元相交处留一定宽的永久矿壁4；先回采单元留长不小于12m，厚2m的保护矿壁，以保证作业人员设备在充填硐室内作业安全.s3，先采回采单元1采用深孔落矿，堑沟13受矿，无轨铲运机出矿；s4，先采回采单元出矿时，同时施工后续回采单元8的凿岩硐室9、充填措施巷道7、充填硐室5等工程；s5，先采回采单元采出结束后，采空区进行隔离分区充填；s6，在充填硐室4内施工充填固定锚杆6，在一侧硐室固定锚杆6上固定牵引钢绳，在钢绳上均匀固定高强度的土工布2，采用加装在锚杆台车上的机械手将钢丝绳一端牵引至另一侧充填硐室内固定在锚杆上，高强度的土工布2均匀分布在采空区垂直面上，距后续回采单元不大于5m，将采空区分割成一大一小两个空区；s7,采用高浓度全尾砂胶结充填料浆对大的采空区进行充填;s8,先充填约1m厚将土工布2与采空区底板固结，以高强度土工布形成透水防砂隔离层；
s9,对大的空区正常胶结充填至养护期满，形成满足后强度要求的胶结充填体，小的采空区为后续盘区矿柱回采单元开采爆破自由面,相邻矿柱回采单元、回采充填形成下一个作业循环。
16.为进一步加深理解，特选取实施例做进一步解释。
17.实施例1，井下采空区盘区隔离矿柱的分区控制充填连续开采方法，s1，沿盘区隔离矿柱走向划分为长度不超过50m的回采单元，宽度为矿柱的厚度，不同回采单元间由一侧向另侧后退式开采；s2，先采回采单元与后续回采单元相邻处留长12m、厚2m的矿壁为永久损失；s3，先采回采单元采用深孔落矿，孔径120
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165mm，孔深为回采段高50
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60mm，堑沟13受矿，无轨铲运机出矿；s4,先采回采单元采矿结束，大量出矿时施工后续回采单元凿岩硐室、正出矿回采单元的充填措施巷道、充填硐室；s5，先采回采单元回采结束后，采用高强度的土工布2将采空区隔离成长45m和5m两个大小不同的空区，土工布透水防砂；s6,在一侧充填硐室打固定锚杆，固定联接钢丝绳，完整的土工布固定在联接钢丝绳上，采用安装在锚杆台车的机械臂将联接钢绳牵引至另一侧充填硐室内固定；s7，采用加胶凝材料高浓度尾砂充填料浆对大的空区进行胶结充填，以限制周边岩体、充填体位移，控制地压，充填体强度满足相邻回采单元安全开采要求，不小于1.5mpa；s8，先充填1m待充填料凝固把高强度土工布与空区底板固结成一体后，形成透水隔砂墙，进行正常充填，一次充填高度不高于3m，固结后再进行充填，直至充填结束；s9，前一回采单元采空区分区充填结束达到养护期后，在后续回采单元凿岩硐室9施工的爆破炮孔14以小分区空区3为自由面爆破落矿，进入下一个回采单元开采。其中盘区矿柱回采凿岩爆破利用充填钻孔通风；胶结充填体内施工巷道工程采用锚网喷砼或模注砼支护。本发明在同一盘区隔离矿柱先采采空区进行分区充填，其中小的采空区为次盘区矿柱回采单元形成未充填自由面，从而实现连续开采的目的。
18.本领域技术人员应当知晓，本发明的保护方案不仅限于上述的实施例，还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换，在不违背本发明精神的前提下，对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围内。技术特征：
1.井下采空区盘区隔离矿柱的分区控制充填连续开采方法，其特征是包括如下步骤：s1，沿盘区隔离矿柱划分为长度不超过50m的若干个回采单元，其宽度为矿柱的厚度，不同回采单元间由一侧向另侧后退式开采；s2,相邻回采单元之间预留长12m、厚不小2m的矿壁；s3，先采回采单元采用深孔落矿，孔径120
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165mm，孔深为回采段高50
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60mm，堑沟受矿，无轨铲运机出矿；s4，先采回采单元采矿结束大量出矿时，施工后续回采单元凿岩硐室、正出矿回采单元的充填措施巷道和充填硐室；s5，先采回采单元回采结束后，采用高强度的土工布将采空区隔离成两个大小不同的空区；s6,在一侧充填硐室打固定锚杆，固定锚杆上固定联接钢绳，完整的土工布固定在联接钢绳上，采用安装在锚杆台车的机械臂将联接钢绳牵引至另一侧充填硐室内固定；s7,采用加胶凝材料高浓度尾砂充填料浆对大的空区进行胶结充填，充填体强度满足相邻回采单元安全开采要求，不小于1.5mpa；s8，先充填1m，待充填料凝固把高强度土工布与空区底板固结成一体后，形成透水隔砂墙，再进行正常充填，一次充填高度不高于3m，固结后再进行充填，直至充填结束；s9，前一回采单元采空区分区充填结束达到养护期后，在后续回采单元凿岩硐室施工的爆破炮孔爆破落矿，进入下一个回采单元开采。2.根据权利要求1所述的井下采空区盘区隔离矿柱的分区控制充填连续开采方法，其特征是s5步骤中，前一回采单元回采结束后，采用高强度土工布将采空区隔离成长45m和5m的两个大小不同的空区。3.根据权利要求1所述的井下采空区盘区隔离矿柱的分区控制充填连续开采方法，其特征是s7步骤中，对大的空区采用全尾砂胶结充填，以限制周边岩体、充填体位移，控制地压。4.根据权利要求1所述的井下采空区盘区隔离矿柱的分区控制充填连续开采方法，其特征是s4步骤中，充填措施巷道和充填硐室在前期充填体内施工时，需要进行锚网喷砼支护。5.根据权利要求1至3中任意一项所述的井下采空区盘区隔离矿柱的分区控制充填连续开采方法，其特征是s9步骤中，在后续回采单元凿岩硐室施工的爆破炮孔以小的空区为自由面爆破落矿，实现盘区隔离矿柱连续开采。
技术总结
本发明公开了井下采空区盘区隔离矿柱的分区控制充填连续开采方法，对同一盘区隔离矿柱先采采空区进行分区充填，为后一个回采单元形成未充填自由面的安全高效连续回采方法。本发明利用现代化的机械设备、材料技术对采空区在短轴方向隔离分区控制充填，未充填的采空区作为后续盘区矿柱回采单元的爆破自由面，形成盘区矿柱连续高效的开采。本方法具有采切布置简化、工程量少、爆破工序简化的优点，同时对矿产资源的开采率高。产资源的开采率高。产资源的开采率高。
技术研发人员：郑攻关 谢经鹏 覃星朗 方志甫 汪令辉 苏卫宏 孟稳权 董世华 盛欢 王军 胡亚桥 韦章能 姚志伟
受保护的技术使用者：铜陵
有色金属集团股份有限公司
技术研发日：2021.09.16
技术公布日：2021/11/28
声明：
“井下采空区盘区隔离矿柱的分区控制充填连续开采方法与流程” 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：铜陵有色金属集团股份有限公司
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2024年08月30日 ~ 09月01日 
