权利要求
1.一种双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填
采矿法，其特征在于，包括：
布置开拓系统;
将分段矿体划分为多个一步采采场以及多个二步采采场并施工形成拉底空间;
在一步采采场内做平行中深孔，对一步采采场矿体进行起爆并出矿;
对一步采采场内空区进行充填;
在二步采采场内做扇形中深孔，靠近一步采充填体边界的两排炮孔设置为与边界平行的平行孔;
起爆二步采采场内的扇形中深孔及平行孔并运出崩落矿石;
充填二步采采场采空区。
2.根据权利要求1所述的双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法，其特征在于，所述布置开拓系统包括：
将矿块按中段划分若干分段，在各分段下盘围岩掘进阶段巷道，通过盘区斜坡道连通各分段阶段巷道，同时掘进溜井与各分段阶段巷道相连。
3.根据权利要求1所述的双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法，其特征在于，所述一步采采场宽度小于所述二步采采场宽度。
4.根据权利要求1所述的双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法，其特征在于，在所述将分段矿体划分为多个一步采采场以及多个二步采采场后，所述双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法还包括：
从阶段巷道向矿体垂直掘进穿脉巷道，形成一步采切顶巷道，以此为作业空间完成一步采切顶，形成切顶层;
在一步采切顶层靠近上盘区域施工切割天井;
从切顶层钻凿下向平行中深孔。
5.根据权利要求4所述的双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法，其特征在于，所述在一步采采场内做平行中深孔，对一步采采场矿体进行起爆并出矿中，每次起爆2~3排炮孔，待补偿空间足够时逐步增加起爆排数。
6.根据权利要求1所述的双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法，其特征在于，所述在二步采采场内做扇形中深孔，靠近一步采充填体边界的两排炮孔设置为与边界平行的平行孔包括：
待一步采充填体达到设计强度，从阶段巷道掘进穿脉巷道以及脉内巷道，沿一步采充填体边界掘进两条凿岩巷道并贯通形成切割巷道;
在切割巷道一端施工切割天井，向下钻凿切割槽平行中深孔，以切割天井为自由面爆破形成二步采切割槽;
在两条凿岩巷道内钻凿下向扇形中深孔，且两组下向扇形中深孔指向于两凿岩巷道连线对称轴，靠近一步采充填体边界的两排炮孔设置为与边界平行的平行孔。
7.根据权利要求1所述的双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法，其特征在于，所述起爆二步采采场内的扇形中深孔及平行孔并运出崩落矿石之后，所述的双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法还包括：
通过上部分段的阶段巷道将废石倒入采空区内以充填采空区。
8.根据权利要求7所述的双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法，其特征在于，通过上部分段的阶段巷道将废石倒入采空区内以充填采空区之后，在采空区充填废石的表面浇筑混凝土形成混凝土层。
9.根据权利要求1所述的双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法，其特征在于，所述起爆二步采采场内的扇形中深孔及平行孔并运出崩落矿石包括：
起爆二步采采场内的扇形中深孔及平行孔将矿石崩落;
在一步采充填体内部向相邻的二步采采场采空区掘进多个出矿穿巷，通过出矿穿巷出矿。
10.根据权利要求9所述的双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法，其特征在于，所述出矿穿巷的长度方向与所述充填体的长度方向具有锐角夹角。
说明书
技术领域
[0001]本申请属于矿山工程技术领域，尤其涉及一种双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法。
背景技术
[0002]对于厚大破碎矿体的开采，传统采用上向水平分层或进路充填法进行开采，但因其施工效率低而逐渐被中深孔所取代，目前应用较多的是中深孔或深孔爆破配合充填法进行作业。
[0003]现有技术中，上向扇形中深孔受边孔角限制，凿岩巷道两侧矿石难以回收，造成永久性损失，且两侧充填体易受扰动，易造成充填体破坏。
发明内容
[0004]鉴于背景技术中存在的技术问题，本申请提供了一种双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法，包括：
布置开拓系统;
将分段矿体划分为多个一步采采场以及多个二步采采场并施工形成拉底空间;
在一步采采场内做平行中深孔，对一步采采场矿体进行起爆并出矿;
对一步采采场内空区进行充填;
在二步采采场内做扇形中深孔，靠近一步采充填体边界的两排炮孔设置为与边界平行的平行孔;
起爆二步采采场内的扇形中深孔及平行孔并运出崩落矿石;
充填二步采采场采空区。
[0005]在一些实施方式中，所述布置开拓系统包括：
将矿块按中段划分若干分段，在各分段下盘围岩掘进阶段巷道，通过盘区斜坡道连通各分段阶段巷道，同时掘进溜井与各分段阶段巷道相连。
[0006]在一些实施方式中，所述一步采采场宽度小于所述二步采采场宽度。
[0007]在一些实施方式中，在所述将分段矿体划分为多个一步采采场以及多个二步采采场后，所述双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法还包括：
从阶段巷道向矿体垂直掘进穿脉巷道，形成一步采切顶巷道，以此为作业空间完成一步采切顶，形成切顶层;
在一步采切顶层靠近上盘区域施工切割天井;
从切顶层钻凿下向平行中深孔。
[0008]在一些实施方式中，所述在一步采采场内做平行中深孔，对一步采采场矿体进行起爆并出矿中，每次起爆2~3排炮孔，待补偿空间足够时逐步增加起爆排数。
[0009]在一些实施方式中，所述在二步采采场内做扇形中深孔，靠近一步采充填体边界的两排炮孔设置为与边界平行的平行孔包括：
待一步采充填体达到设计强度，从阶段巷道掘进穿脉巷道以及脉内巷道，沿一步采充填体边界掘进两条凿岩巷道并贯通形成切割巷道;
在切割巷道一端施工切割天井，向下钻凿切割槽平行中深孔，以切割天井为自由面爆破形成二步采切割槽;
在两条凿岩巷道内钻凿下向扇形中深孔，且两组下向扇形中深孔指向于两凿岩巷道连线对称轴，靠近一步采充填体边界的两排炮孔设置为与边界平行的平行孔。
[0010]在一些实施方式中，所述起爆二步采采场内的扇形中深孔及平行孔并运出崩落矿石之后，所述的双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法还包括：
通过上部分段的阶段巷道将废石倒入采空区内以充填采空区。
[0011]在一些实施方式中，通过上部分段的阶段巷道将废石倒入采空区内以充填采空区之后，在采空区充填废石的表面浇筑混凝土形成混凝土层。
[0012]在一些实施方式中，所述起爆二步采采场内的扇形中深孔及平行孔并运出崩落矿石包括：
起爆二步采采场内的扇形中深孔及平行孔将矿石崩落;
在一步采充填体内部向相邻的二步采采场采空区掘进多个出矿穿巷，通过出矿穿巷出矿。
[0013]在一些实施方式中，所述出矿穿巷的长度方向与所述充填体的长度方向具有锐角夹角。
[0014]本申请通过在二步采采场的预设作业空间内施工布设扇形中深孔，并针对一步采充填体边界的位置，将紧邻该边界的两排炮孔设置为与充填体边界相平行的平行孔，区别于其余扇形布设的炮孔，形成二步采采场的差异化炮孔布置形式，从而使爆破应力波以垂直角度入射到矿体、充填体分界面，而垂直入射时反射拉伸波的强度相对于夹角入射时更小，透射进入充填体的也相应减少，从而削弱了爆破对充填体的内部拉裂与裂隙扩展，保护了充填体边界稳定性。
附图说明
[0015]图1是本申请实施方式中提供的双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法的正视示意图;
图2是本申请实施方式中提供的双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法的Ⅰ-Ⅰ剖面示意图;
图3是本申请实施方式中提供的双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法的Ⅱ-Ⅱ剖面示意图;
图4是本申请实施方式中提供的双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法的Ⅲ-Ⅲ剖面示意图;
图5是本申请实施方式中提供的双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法的一步采采场截面平行中深孔布置示意图;
图6是本申请实施方式中提供的双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法的二步采采场截面扇形中深孔及平行孔布置示意图;
图7是本申请实施方式中提供的双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法的二步采采场底部出矿结构示意图。
[0016]附图标记说明：1、阶段巷道;2、穿脉巷道;3、人工假底;4、废石层;5、混凝土层;6、充填体;7、凿岩巷道;8、切顶层;9、脉内巷道;10、切割天井;11、主运输巷道;12、斜坡道;13、溜井;14、出矿穿巷。
具体实施方式
[0017]下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0018]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0019]在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0020]在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0021]在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0022]在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
[0023]在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。
[0024]在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;也可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
[0025]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0026]一种双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法，参照图1至图7,包括：
S101、布置开拓系统;
具体的，该步骤是回采的前置步骤，通过掘进配套的巷道、斜坡道12、溜井13等工程，形成人员、设备、矿石、废石的通行与转运通道，形成矿石开采的工程体系。
[0027]示例性的，将矿块在每个中段内划分成若干个分段，在每个分段的下盘围岩内掘进规格3m×3m~3.3m×3.3m的阶段巷道1，各分段的阶段巷道1通过下盘的盘区斜坡道12连接;同时在最下部分段的下盘围岩内向上掘进溜井13，使溜井13与各个分段的阶段巷道1连通，形成完整的开拓系统。
[0028]S102、将分段矿体划分为多个一步采采场以及多个二步采采场并施工形成拉底空间;
具体的，将每个分段内的矿体沿垂直走向方向，交错划分为宽度较小的一步采采场和宽度较大的二步采采场，两类采场交替布置;随后在两类采场最下部分段的底部进行拉底作业，形成设计高度的拉底空间，并在拉底层下部架设人工假底3，为后续出矿、爆破作业提供底部作业空间与安全防护结构。
[0029]示例性的，将分段矿体划分为宽度6m~8m的一步采采场与宽度12m~15m的二步采采场，两类采场沿走向交替布置;在一步采采场最下部分段的底部进行拉底，形成高度3~3.5m的拉底层，在拉底层下部架设1m厚的人工假底3;一步采采场人工假底3施工完成后，以相同方式完成二步采采场的拉底作业与人工假底3架设，形成对应的拉底空间。
[0030]S103、在一步采采场内做平行中深孔，对一步采采场矿体进行起爆并出矿;
具体的，在一步采采场的预设作业空间内施工布设平行的中深孔，再通过爆破方式起爆这些平行中深孔以崩落一步采采场内的矿体，最后对崩落的矿石完成出矿作业，从而实现一步采采场内的矿石回收。
[0031]S104、对一步采采场内空区进行充填;
具体的，待一步采采场内崩落的矿石全部出尽后，采用充填材料对一步采采空区进行分次充填，直至采空区完全充满，待充填体6达到设计强度后，为后续二步采回采提供稳定的侧向边界与安全支撑。
[0032]示例性的，一步采采场崩落矿石全部出尽后，采用井下移动式泡沫混凝土充填设备，对一步采采空区进行分次充填，形成终凝强度3~4MPa的泡沫混凝土充填体6，直至整个一步采采空区全部充满，完成一步采空区的充填作业。
[0033]S105、在二步采采场内做扇形中深孔，靠近一步采充填体6边界的两排炮孔设置为与边界平行的平行孔;
具体的，在二步采采场的预设作业空间内施工布设扇形中深孔，并针对一步采充填体6边界的特定位置，将紧邻该边界的两排炮孔设置为与充填体6边界相平行的平行孔，区别于其余扇形布设的炮孔，形成二步采采场的差异化炮孔布置形式。
[0034]边界两侧分别是原岩矿体与人工胶结充填体6，其中原岩矿体为连续、高强度的天然岩体，单轴抗压强度通常可达几十至百余MPa;而一步采泡沫混凝土充填体6为人工多孔胶结体，设计终凝强度仅3-4MPa，脆性大、抗拉强度远小于抗压强度，抗冲击扰动能力差，这导致了岩体和充填体6之间具有较大的波阻抗差异，而在矿体、充填体6分界面上，扇形斜交孔的爆破应力波以夹角入射到充填体6边界会发生反射与透射，此时应力波的反射拉伸波强度会变大，同时透射进入充填体6的应力波能量也会提升，而充填体6作为脆性材料，抗拉强度远低于抗压强度，反射的拉伸波会直接在充填体6内部产生拉裂、裂隙扩展，透射的应力波会进一步造成充填体6整体酥松、强度下降，易导致充填体6破碎。
[0035]平行孔与充填体6边界完全平行，从而使爆破应力波以垂直角度入射到矿体、充填体6分界面，而垂直入射时反射拉伸波的强度最小，透射进入充填体6的也相应减少，从而削弱了爆破对充填体6的内部拉裂与裂隙扩展，保护了充填体6边界稳定性。
[0036]S106、起爆二步采采场内的扇形中深孔及平行孔并运出崩落矿石;
示例性的，采用电子雷管微差起爆，孔间微差时间25~50ms，自中间扇形炮孔向两侧依次起爆，靠近一步采充填体6的平行孔最后起爆，崩落二步采采场的矿体形成二步采崩落矿石;先通过
铲运机在二步采底部拉底空间内铲装外侧部分矿石，再在相邻二步采拉底空间内，于一步采泡沫混凝土充填体6内部掘进断面3m×3m、倾角75°~80°的出矿穿巷，使铲运机通过出矿穿巷进入二步采空区，完成剩余矿石的铲装运出。
[0037]S107、充填二步采采场采空区。
[0038]示例性的，二步采崩落矿石全部出尽后，通过上部分段的阶段巷道1将废石倒入二步采采空区内，形成充填废石填满采空区;随后在充填废石的表面浇筑一层高强度的泡沫混凝土浇面，将矿石与充填废石隔离开，完成二步采采空区的充填作业。
[0039]在一些实施方式中，参照图1至图7,布置开拓系统包括：
将矿块按中段划分若干分段，在各分段下盘围岩掘进阶段巷道1，通过盘区斜坡道12连通各分段阶段巷道1，同时掘进溜井13与各分段阶段巷道1相连。
[0040]在一些实施方式中，参照图1至图7,一步采采场宽度小于二步采采场宽度。
[0041]具体的，一步采采场回采完成后需要用终凝强度3~4MPa的泡沫混凝土进行全程胶结充填，充填材料采购、制备、输送的综合成本高，而二步采采场回采完成后，仅需采用井下掘进产生的废石进行充填，几乎无额外材料成本。将一步采采场宽度设置为更小值，可缩减高成本胶结充填的采空区体积占比，同步扩大低成本废石充填的二步采采场占比，从而控制矿块整体充填成本。
[0042]在一些实施方式中，在将分段矿体划分为多个一步采采场以及多个二步采采场后，双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法还包括：
S201、从阶段巷道1向矿体垂直掘进穿脉巷道2，形成一步采切顶巷道，以此为作业空间完成一步采切顶，形成切顶层8;
具体的，以当前分段已掘进完成的阶段巷道1为起点，向矿体方向垂直掘进穿脉巷道2，该穿脉巷道2延伸至对应矿体边界后，即形成一步采切顶巷道，然后以该切顶巷道为作业空间，对一步采采场的上部矿体进行开挖剥离，完成切顶作业，最终在一步采采场的上部形成一层可供后续凿岩、爆破相关作业开展的水平切顶层8。
[0043]示例性的，分段下盘围岩内的阶段巷道1出发，每间隔20m向垂直矿体走向的方向掘进穿脉巷道2，穿脉巷道2穿过矿体直至矿体上盘边界，形成规格3m×3m的一步采切顶巷道;以该切顶巷道为作业空间，对一步采采场上部矿体进行全断面切顶开挖，最终形成高度3m的一步采切顶层8，完成一步采切顶作业。
[0044]S202、在一步采切顶层8靠近上盘区域施工切割天井10;
具体的，在S201步骤形成的一步采切顶层8内，选定靠近矿体上盘的区域，向下施工竖向贯通的切割天井10，该切割天井10为后续一步采中深孔爆破提供初始自由面与矿石崩落的补偿空间。
[0045]示例性的，在已形成的一步采切顶层8内，选定靠近矿体上盘、远离阶段巷道1的端部区域，向下施工切割天井10，切割天井10竖向贯通一步采切顶层8与采场底部的拉底层，为后续一步采中深孔爆破提供补偿空间与初始自由面。
[0046]S203、从切顶层8钻凿下向平行中深孔。
[0047]示例性的，以一步采切顶层8为作业空间，采用中深孔采矿台车，在切顶层8内向下钻凿下向平行中深孔，炮孔直径65-70mm，炮孔间距1.7m-2.0m，排距1.5m-1.7m，所有炮孔相互平行、垂直向下延伸至一步采采场底部的拉底层，覆盖一步采采场的全部矿体，为后续微差起爆崩落矿体提供装药通道。
[0048]在一些实施方式中，参照图1至图7,在一步采采场内做平行中深孔，对一步采采场矿体进行起爆并出矿中，每次起爆2~3排炮孔，待补偿空间足够时逐步增加起爆排数。
[0049]具体的，井下中深孔爆破的前提是具备足够的补偿空间，矿石爆破后碎胀系数达1.5~1.8，若补偿空间不足，会出现破岩不充分、大块率高、闷炮、冲炮的问题。一步采初始爆破仅能依靠切割天井10提供的有限补偿空间，初始2~3排的小批量起爆，可适配有限的初始空间完成破岩，同时通过首次崩矿进一步扩大采场内部的自由面与补偿空间，为后续增加起爆排数创造条件，后续提升起爆排数以提升爆破效率。
[0050]示例性的，一步采采场的平行中深孔排距设置为1.5m~1.7m，炮孔直径65~70mm，采用电子雷管孔间25~50ms微差起爆，起爆顺序自采场中间炮孔向两侧依次推进;首次爆破作业时，单次仅起爆采场中部的2~3排炮孔，仅依靠切割天井10提供的初始补偿空间完成崩矿;待首次爆破崩落的矿石完成部分出矿、采场内形成的自由面与补偿空间充分扩大后，第二次爆破将单次起爆排数逐步增加至4~5排;待补偿空间进一步扩大后，后续爆破继续提升单次起爆排数，最终分3~4次完成整个一步采采场全部炮孔的起爆与矿体崩落作业。
[0051]在一些实施方式中，参照图1至图7,在二步采采场内做扇形中深孔，靠近一步采充填体6边界的两排炮孔设置为与边界平行的平行孔包括：
S301、待一步采充填体6达到设计强度，从阶段巷道1掘进穿脉巷道2以及脉内巷道9，沿一步采充填体6边界掘进两条凿岩巷道7并贯通形成切割巷道;
具体的，待两侧先行回采的一步采采场的充填体6达到设计要求的强度，为后续作业提供稳定、可靠的侧向约束边界，避免施工与后续爆破引发充填体6失稳，以各分段已完成的阶段巷道1为起点，先向矿体垂直掘进穿脉巷道2，再沿矿体走向掘进脉内巷道9，直至抵达一步采充填体6边界，为后续凿岩巷道7施工提供安全的通行与作业通道;以脉内巷道9为起点，沿一步采充填体6边界，向垂直矿体走向的方向分别掘进两条独立的凿岩巷道7，两条凿岩巷道7延伸至矿体上盘边界后相互贯通，最终形成切割巷道，为后续切割槽施工、炮孔钻凿提供完整的双进路作业空间。
[0052]示例性的，待两侧一步采泡沫混凝土充填体6达到3~4MPa的设计终凝强度后，启动二步采采切工程施工;首先从分段下盘围岩内的阶段巷道1，垂直矿体走向掘进穿脉巷道2至矿体下盘边界，再沿矿体下盘边界、平行于矿体走向向两端掘进脉内巷道9，直至脉内巷道9两端抵达一步采充填体6的边界;随后从脉内巷道9的两端起点，沿一步采充填体6的边界、垂直矿体走向，分别掘进两条断面规格3m×3m~3.5m×3.5m的二步采凿岩巷道7，直至两条凿岩巷道7延伸至矿体上盘边界，再沿矿体上盘边界将两条凿岩巷道7贯通，形成同规格的切割巷道，完成二步采双进路凿岩作业平台的搭建。
[0053]S302、在切割巷道一端施工切割天井10，向下钻凿切割槽平行中深孔，以切割天井为自由面爆破形成二步采切割槽;
具体的，在S301步骤形成的切割巷道的一端，施工竖向贯通的切割天井10，为后续切割槽爆破提供初始的补偿空间与自由面;以切割巷道为作业空间，向下钻凿用于成型切割槽的平行中深孔，为切割槽爆破提供装药通道;以切割天井10为爆破自由面，起爆切割槽平行中深孔，最终在二步采采场端部形成符合设计规格的切割槽，为后续二步采整体中深孔爆破提供连续的自由面与矿石崩落补偿空间，保障爆破破岩效果。
[0054]示例性的，在已贯通形成的切割巷道靠近矿体上盘的一端，向下施工二步采切割天井10，切割天井10竖向贯通切割巷道与二步采采场底部的拉底层，为切割槽爆破提供初始补偿空间;随后以切割巷道为作业空间，向下钻凿切割槽专用的平行中深孔，以切割天井10为自由面，起爆该组平行中深孔，在二步采采场端部形成宽度3.5~4m的二步采切割槽，为后续采场整体中深孔爆破提供连续的自由面与补偿空间。
[0055]S303、在两条凿岩巷道7内钻凿下向扇形中深孔，且两组下向扇形中深孔指向于两凿岩巷道7连线对称轴，靠近一步采充填体6边界的两排炮孔设置为与边界平行的平行孔。
[0056]具体的，炮孔钻凿作业的实施平台为二步采采场配套的两条凿岩巷道7，基础布孔形式为在两条巷道内分别施工的下向扇形中深孔，两条凿岩巷道7内分别施工的两组下向扇形中深孔，其炮孔延伸方向统一指向两条凿岩巷道7连线的对称轴，即二步采采场的中心轴线，形成相向对称布置的扇形布孔格局，两条凿岩巷道7内，紧邻一步采充填体6边界的两排炮孔，不采用扇形布设形式，而是设置为与一步采充填体6边界完全平行的平行中深孔，与中部的对称扇形中深孔形成差异化的布孔结构。
[0057]对称相向的布孔方式，使两组扇形孔的爆破抛掷方向、能量释放方向均指向采场中心的自由面，而非采场两侧的充填体6边界，从而削弱了冲击波对一步采充填体6的侧向扰动，配合边界平行孔进一步避免了充填体6拉裂、片帮、失稳的风险。
[0058]在一些实施方式中，参照图1至图7,起爆二步采采场内的扇形中深孔及平行孔并运出崩落矿石之后，的双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法还包括：
S401、通过上部分段的阶段巷道1将废石倒入采空区内以充填采空区。
[0059]具体的，二步采采空区采用井下废石充填，废石为矿山开采产生的固有
固废，无额外材料采购成本;同时通过上部分段已有阶段巷道1直接倾倒充填，无需额外建设充填站、铺设长距离充填管路，缩减了充填设备、人工、运维成本。
[0060]示例性的，待二步采采场全部崩落矿石通过底部拉底空间与出矿穿巷全部运出采场后，启动二步采采空区充填作业;利用矿块上部分段已掘进完成的阶段巷道1作为充填通道，将井下巷道掘进、矿体回采过程中产生的废石，通过上部分段的阶段巷道1直接向下倒入下方的二步采采空区内，形成充填废石，直至废石填满整个二步采采空区，完成本步骤的采空区充填作业。
[0061]在一些实施方式中，参照图1至图7,通过上部分段的阶段巷道1将废石倒入采空区内以充填采空区之后，在采空区充填废石的表面浇筑混凝土形成混凝土层5。
[0062]具体的，上部分段回采爆破时，崩落的矿石会向下高速冲击、散落，若仅采用无胶结的散体废石充填，矿石会直接嵌入废石缝隙中，形成不可逆的矿石贫化，既降低了出矿品位，又增加了后续选矿成本。本步骤在废石表层浇筑的混凝土层5，形成了一层连续、高强度的刚性隔离层，一方面通过混凝土层5对废石层4表面进行找平，另一方面避免了矿石与废石的混杂，降低了矿石贫化率。
[0063]在一些实施方式中，参照图1至图7,起爆二步采采场内的扇形中深孔及平行孔并运出崩落矿石包括：
S501、起爆二步采采场内的扇形中深孔及平行孔将矿石崩落;
示例性的，二步采采场内已完成双进路下向扇形中深孔与边界平行孔的布设，炮孔直径65~70mm，扇形中深孔孔底距2.0m、排距1.5~1.7m，靠近一步采充填体6边界的平行中深孔间距1.5m;采用电子雷管微差起爆方式，孔间微差时间控制为25~50ms，起爆顺序为自采场中间的扇形中深孔向两侧依次起爆，靠近一步采充填体6边界的平行孔最后起爆，通过爆破作业将二步采采场内的矿体完整崩落，形成二步采崩落矿石，完成本步骤的崩矿作业。
[0064]S502、在一步采充填体6内部向相邻的二步采采场采空区掘进多个出矿穿巷14，通过出矿穿巷14出矿。
[0065]具体的，从一步采充填体6内部，向相邻的二步采采场采空区方向掘进多条相互独立的出矿穿巷14，使出矿穿巷14连通两个二步采采场采空区，再以掘进完成的出矿穿巷14为作业通道，完成二步采采空区内崩落矿石的铲装与运出作业，形成多条出矿路径，从而适配长走向、大跨度的厚大采场，缩短二步采采场的出矿周期。
[0066]示例性的，二步采矿体崩落完成后，在相邻二步采采场的底部拉底安全作业空间内，向已成型的一步采泡沫混凝土充填体6内部，沿采场走向每间隔10~15m掘进一条出矿穿巷14，出矿穿巷14采用3m×3m的断面规格，以75°~80°的倾角与充填体6倾斜交叉布置，其一端与二步采采空区贯通、另一端与相邻二步采的底部拉底空间连通;采用遥控铲运机通过相邻二步采底部拉底空间，进入一步采充填体6内的出矿穿巷14，在出矿穿巷14内铲装二步采采空区内的崩落矿石，将矿石转运至分段溜井13完成出矿作业。
[0067]在一些实施方式中，参照图1至图7,出矿穿巷14的长度方向与充填体6的长度方向具有锐角夹角。
[0068]具体的，出矿穿巷14的轴向延伸方向，与一步采充填体6的整体延伸方向之间，形成一个数值不为90°的夹角，即出矿穿巷14采用与充填体6倾斜交叉的方式布置，而非与充填体6长度方向平行的顺向布置或者垂直于充填体6长度方向，从而使出矿穿巷14与拉底空间、采空区之间形成平滑的斜向过渡，减少铲运机的转弯角度。
[0069]示例性的，一步采采场宽度设置为6m~8m，沿矿体走向延伸形成长条状的泡沫混凝土充填体6，充填体6的长度方向与矿体走向一致;在二步采出矿作业时，从相邻二步采采场的底部拉底安全作业空间，向一步采充填体6内部掘进断面3m×3m的出矿穿巷14，出矿穿巷14的轴向掘进方向，与充填体6沿矿体走向的长度方向之间，设置75°~80°的夹角，使出矿穿巷14以倾斜交叉的方式短距离贯穿一步采充填体6，其一端与目标二步采采空区贯通，另一端与相邻二步采的底部拉底空间连通，最终形成带夹角的倾斜式出矿通道。
[0070]以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
[0071]需要说明的是，本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。此外，在不脱离本申请主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本申请的范围内。
说明书附图(7)
声明：
“双进路下向扇形中深孔布孔方式的分段充填采矿法” 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：北方有色网
来源：长春黄金研究院有限公司
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