权利要求
1.一种基于探矿副川控制与遥控出矿的不规则难
采矿体高效采矿方法，适用于倾角10~60°、矿体厚度6~15m的地下金属矿山不规则难采矿体回采，包括采场参数设计、采准工程施工、凿岩布孔、爆破落矿、出矿作业的核心步骤，其特征在于，包括以下具体实施步骤：
S1矿体产状差异化参数适配：基于待回采矿体的实际倾角，按倾角分类，其中倾角<30°为缓倾斜、倾角30~55°为倾斜、倾角>55°为急倾斜，差异化设置采场回采高度，确定采场核心结构参数，为后续工程施工提供设计基准;
S2探采一体化采准与控矿工程施工：沿矿体走向在矿体中部施工兼作探矿巷道的拉底巷，拉底巷施工过程中同步完成矿体走向地质编录;在拉底巷端部施工一条作为爆破初始自由面的切割井，切割井高度与S1确定的采场回采高度一致;在拉底巷中部垂直于拉底巷施工两条探矿副川，通过探矿副川精准圈定矿体倾向、厚度对应的矿岩边界;
S3全断面协同凿岩与贫化控制：基于S2圈定的矿岩边界，垂直于拉底巷施工上向扇形深孔覆盖矿体主体区域，上向扇形深孔的施工排距与孔底距采用1:1适配比;针对矿体边部不规则区域及采场下部区域补充施工边下部浅孔，形成全断面无死角覆盖的炮孔体系;钻孔施工过程中，钻至矿岩界线见废石即停钻，对先穿岩体再进入矿体的边部钻孔采用矿体段局部装药结构;
S4毫秒精准分段协同爆破：采用数码雷管进行毫秒级精准控制起爆，以切割井为初始自由面沿拉底巷实施后退式落矿;同排的上向扇形深孔与边下部浅孔按不同段位一并起爆，边下部浅孔先起爆、上向扇形深孔后起爆，二者起爆段位差≥25ms，同排扇形孔采用中间孔先爆破、两边及底部孔后爆破的起爆时序;
S5分阶段人机隔离遥控出矿：爆破落矿完成后，前期采用常规
铲运机在拉底巷内完成主矿体出矿;主矿体出矿完成后，采用遥控铲运机进入采空区完成存窿矿的收尾出矿。
2.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，所述S1中，缓倾斜矿体采场高度设置为6~8m，倾斜矿体采场高度设置为8~12m，急倾斜矿体采场高度设置为12m以上;其中缓倾斜矿体为倾角<30°的矿体，倾斜矿体为倾角30~55°的矿体，急倾斜矿体为倾角>55°的矿体。
3.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，所述S2中，两条探矿副川沿拉底巷走向均匀布设，间距为25m，探矿副川的施工长度穿透矿体上下盘的矿岩边界。
4.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，所述S3中，上向扇形深孔的施工排距为1.2m，孔底距为1.2~1.5m，深孔孔径为60~80mm;补充施工的边下部浅孔孔径为40~45mm。
5.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，所述S3中，先穿岩体再进入矿体的边部钻孔，装药长度不超过矿体段长度的90%，孔口填塞长度不小于岩体段长度。
6.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，所述S4中，同排扇形孔的中间孔与两边及底部孔的起爆段位差≥50ms。
7.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，所述S4中，后退式落矿的单次爆破进尺为2~3排炮孔。
8.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，所述S4中，单次爆破完成后，出矿量不超过本次崩矿量的70%，预留30%矿石作为后续爆破的缓冲垫层。
9.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，所述S5中，遥控铲运机出矿前，采用三维激光扫描仪对采空区进行扫描，基于扫描结果规划铲运机行走路径与出矿顺序。
10.根据权利要求1所述的采矿方法，其特征在于，所述S5分阶段人机隔离遥控出矿作业完成后，对采空区进行胶结充填，充填体28天单轴抗压强度不低于2MPa。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及地下金属矿山采矿技术领域，具体涉及一种基于探矿副川控制与遥控出矿的不规则难采矿体高效采矿方法，可广泛应用于地下金属矿山原生矿体回采、残矿资源回收、深部难采矿体探采结合等各类开采场景。
背景技术
[0002]国内金属矿山经过数十年持续高强度开采，高品位、产状规则的厚大矿体资源量急剧消耗，产状不规则、厚度波动大、倾角分布范围广的复杂难采矿体已成为国内金属矿山的主要回采对象。本申请中所述不规则难采矿体，指满足以下任一条件的矿体：1.矿体厚度变化系数≥30%;2.矿体走向/倾向存在分支复合、尖灭再现的形态特征;3.矿体倾角沿走向波动范围≥20°;4.矿体平均厚度6~15m，无稳定的上下盘边界。该类矿体的回采效率、资源利用率与作业安全性，直接决定了矿山的核心经济效益与可持续开采能力，是目前地下采矿行业亟待解决的核心技术难题。
[0003]目前针对该类复杂难采矿体，行业内主流采用两类技术路线：
[0004]一类是以浅孔留矿法、上向水平分层充填采矿法为代表的浅孔分层回采工艺，该类工艺可通过分层作业精准控制矿岩边界，将采矿损失率与贫化率控制在行业允许范围内，但存在采切工程量大、综合开采成本高、回采周期长的固有缺陷，且作业过程中人员与设备需长期在大面积暴露的采空区内作业，面临冒顶片帮、车辆伤害等多重安全风险，同时受分层作业空间限制，难以适配大型机械化作业，工人劳动强度大、生产效率偏低。
[0005]另一类是以分段空场采矿法为代表的深孔集中崩矿工艺，作为本申请最接近的现有技术，该类工艺具备回采效率高、采切成本低的优势，但在不规则难采矿体的应用中存在难以克服的技术瓶颈：其仅能通过拉底巷实现50m间距的大范围矿体边界控制，对不规则矿体的形态变化捕捉精度不足，极易出现崩矿不充分导致的资源损失、超钻爆落导致的废石混入，无法将损失贫化控制在合理阈值内;同时该类工艺仅能适配产状稳定的中厚规则矿体，对缓倾斜、急倾斜的不规则薄矿体适配性极差，边部矿体易出现崩矿死角，大块率偏高，需人员进入采空区进行二次处理，无法从根本上规避空区作业的安全风险。
[0006]基于上述现有技术的缺陷，本领域长期以来形成了普遍且公认的技术偏见：在行业通用教材《金属矿床地下开采》(中南大学主编，冶金工业出版社第5版)中明确规定，对于产状不规则、厚度≤10m的矿体，应优先采用分层回采工艺，不宜采用大分段深孔崩矿工艺;国内金属矿山工程实践数据显示，该类矿体90%以上均采用上向水平分层充填法回采。行业内技术人员普遍认为：单分段深孔集中崩矿工艺无法精准控制不规则矿体的矿岩边界，必然导致采矿损失率、贫化率远超行业允许的10%~15%阈值，因此该类矿体只能采用浅孔分层回采工艺，普遍不会尝试通过深孔崩矿工艺解决该类矿体的回采难题。
[0007]综上，现有技术形成了无法调和的核心矛盾：浅孔分层工艺可实现贫损控制与基础安全保障，但存在效率低、成本高的缺陷;深孔崩矿工艺可实现高效率、低成本开采，但存在贫损不可控、安全风险高的问题，行业内长期未能找到可同时兼顾两者的技术方案，也无相关的技术启示。
发明内容
[0008]有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷与本领域的上述技术偏见，提供一种基于探矿副川控制与遥控出矿的不规则难采矿体高效采矿方法，具体实现以下发明目的：
1.打破本领域“产状不规则、厚度≤10m的复杂难采矿体不能采用单分段深孔集中崩矿”的技术偏见，实现深孔崩矿工艺在该类矿体中的规模化应用，同时将采矿损失率、贫化率稳定控制在行业允许阈值内;
2.解决现有技术“贫损/安全控制”与“效率/成本控制”无法兼顾的核心技术矛盾，同时实现低贫损、高安全、高效率、低成本的回采目标;
3.解决现有深孔崩矿工艺对不同倾角、产状的不规则矿体适配性差的问题，实现缓倾斜、倾斜、急倾斜全类型矿体的全覆盖;
4.解决现有工艺作业人员需长期暴露于采空区的安全风险，实现回采全流程人机隔离的本质安全作业。
[0009]本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种基于探矿副川控制与遥控出矿的不规则难采矿体高效采矿方法，适用于倾角10~60°、矿体厚度6~15m的地下金属矿山不规则难采矿体回采，包括以下步骤：
S1矿体产状差异化参数适配：基于待回采矿体的实际倾角，差异化设置采场回采高度，确定采场核心结构参数，为后续工程施工提供设计基准;
S2探采一体化采准与控矿工程施工：沿矿体走向在矿体中部施工兼作探矿巷道的拉底巷，拉底巷施工过程中同步完成矿体走向地质编录;在拉底巷端部施工一条作为爆破初始自由面的切割井，切割井高度与S1确定的采场回采高度一致;在拉底巷中部垂直于拉底巷施工两条探矿副川，将矿体走向控制精度从常规50m提升至25m，通过探矿副川精准圈定矿体倾向、厚度对应的矿岩边界;
S3全断面协同凿岩与贫化控制：基于S2圈定的矿岩边界，垂直于拉底巷施工上向扇形深孔覆盖矿体主体区域;针对矿体边部不规则区域及采场下部区域补充施工边下部浅孔，形成全断面无死角覆盖的炮孔体系;钻孔施工过程中，钻至矿岩界线见废石即停钻，对先穿岩体再进入矿体的边部钻孔采用矿体段局部装药结构;
S4毫秒精准分段协同爆破：采用数码雷管进行毫秒级精准控制起爆，以切割井为初始自由面沿拉底巷实施后退式落矿;同排的上向扇形深孔与边下部浅孔按不同段位一并起爆，同排扇形孔采用中间孔先爆破、两边及底部孔后爆破的起爆时序，通过先爆孔为后爆孔创造新增爆破自由面;
S5分阶段人机隔离遥控出矿：爆破落矿完成后，前期采用常规铲运机在拉底巷内完成主矿体出矿，作业人员全程不进入采空区;主矿体出矿完成后，采用遥控铲运机进入采空区完成存窿矿的收尾出矿;
S6采空区充填处置：出矿工序全部完成后，对采空区进行胶结充填，避免采空区长期暴露引发地压活动，保障周边矿块的回采安全。
[0010]上述起爆时序设计基准为：边下部浅孔先起爆可预先破碎矿体边部不规则区域，为上向扇形深孔爆破创造缓冲空间;中间孔先起爆形成新增自由面，降低周边孔爆破夹制性，段位差设计基于炸药爆速(3200m/s)与矿体稳固性(中等稳固)计算确定，确保爆破能量充分利用且不破坏巷道支护结构。
[0011]在一些实施方式中，所述S1中，缓倾斜矿体采场高度设置为6~8m，倾斜矿体采场高度设置为8~12m，急倾斜矿体采场高度设置为12m以上;其中缓倾斜矿体为倾角<30°的矿体，倾斜矿体为倾角30~55°的矿体，急倾斜矿体为倾角>55°的矿体。该差异化参数适配方案，可针对不同倾角矿体的矿石自然安息角、崩落流动特性匹配最优的采场高度，避免缓倾斜矿体采场过高导致的矿石残留、急倾斜矿体采场过低导致的采切比过高问题，让本方法可适配缓倾斜至急倾斜全范围倾角的不规则矿体，大幅拓展了工艺的适用场景。
[0012]在一些实施方式中，所述S2中，两条探矿副川沿拉底巷走向均匀布设，间距为25m，探矿副川的施工长度穿透矿体上下盘的矿岩边界。该布设方式可将矿体走向的控制单元从常规50m矿块细化为两个25m独立单元，消除了常规拉底巷单点控矿的地质盲区，可精准捕捉矿体倾向、厚度的局部变化，为后续凿岩布孔、装药控制提供精准的矿岩边界依据，从源头解决了常规深孔工艺因矿体边界控制不足导致的超钻欠挖问题，是实现深孔崩矿低贫损控制的核心基础。
[0013]在一些实施方式中，所述S3中，上向扇形深孔的施工排距为1.2m，孔底距为1.2~1.5m，深孔孔径为60~80mm;补充施工的边下部浅孔孔径为40~45mm。该参数匹配可实现深孔对矿体主体区域的全覆盖，同时通过小直径浅孔灵活适配矿体边部的不规则形态，填补扇形深孔天然存在的孔底盲区，从布孔环节避免崩矿死角的产生;排距与孔底距的1:1适配比，可保证爆破后矿石块度均匀可控，大幅降低大块产出率，从爆破环节减少人员进入采空区处理大块的需求，为后续人机隔离出矿提供前置安全保障。本申请中所述全断面无死角覆盖的炮孔体系，指炮孔孔底距≤1.5m，矿体边界处炮孔孔底与矿岩界线的距离≤0.5m，无崩矿盲区的炮孔布置方式。
[0014]在一些实施方式中，所述S3中，先穿岩体再进入矿体的边部钻孔，装药长度不超过矿体段长度的90%，孔口填塞长度不小于岩体段长度。该装药结构可精准控制爆破作用范围，仅对矿体段实施有效崩落，避免岩体段装药爆破导致的废石混入，同时通过与岩体段等长的填塞结构，约束爆破能量定向作用于矿体，既提升了矿石崩落效果，又从装药环节实现了贫化率的精准控制，解决了常规深孔工艺边部钻孔贫化率不可控的行业痛点。
[0015]在一些实施方式中，所述S4中，同排扇形孔的中间孔与两边及底部孔的起爆段位差≥50ms。该段位差可保证中间孔先完成爆破崩矿，为后续起爆的周边孔形成完整的临空自由面，大幅降低周边孔的爆破夹制性，提升炸药能量的有效利用率，同时可通过分段起爆实现矿石的二次碰撞破碎，进一步降低大块率，避免了常规同段位起爆导致的爆破能量分散、夹制性强、崩矿不充分的问题。
[0016]在一些实施方式中，所述S4中，后退式落矿的单次爆破进尺为2~3排炮孔。该爆破进尺设计可保证每次爆破都有稳定的自由面与爆破补偿空间，避免单次爆破进尺过大导致的爆破夹制性强、矿石破碎效果差的问题，同时避免进尺过小导致的回采效率偏低的问题，兼顾爆破效果与回采效率。
[0017]在一些实施方式中，所述S4中，单次爆破完成后，出矿量不超过本次崩矿量的70%，预留30%矿石作为后续爆破的缓冲垫层。该爆破与出矿匹配方式，可保证每次爆破都有稳定的自由面，同时预留的矿石垫层可有效缓冲爆破冲击，避免爆破能量直接作用于采场底板与拉底巷支护结构，保障采场结构长期稳定性，同时可阻挡爆破飞石进入作业巷道，进一步保障巷道内设备与人员的作业安全。
[0018]在一些实施方式中，所述S5中，遥控铲运机出矿前，采用三维激光扫描仪对采空区进行扫描，基于扫描结果规划铲运机行走路径与出矿顺序。通过三维激光扫描可精准获取采空区的三维形态、存窿矿空间分布与空区顶板稳定情况，避免遥控铲运机在未知空区内作业时发生陷车、撞帮、顶板冒落冲击等安全风险，同时可基于存窿矿分布规划最优出矿路径，最大化提升空区存窿矿的回收率，解决了常规工艺空区存窿矿无法安全高效回收的难题。
[0019]在一些实施方式中，所述S6中，充填体28天单轴抗压强度不低于2MPa。该充填方案可在回采完成后对采空区进行有效填充，避免采空区长期暴露导致的顶板冒落、地压活动加剧等问题，保障周边矿块的回采安全，同时2MPa的强度设计可满足后续相邻采场回采的侧向承载需求，实现多采场的连续安全回采，进一步提升矿山整体的生产连续性。
[0020]本发明的技术方案并非多个现有技术特征的简单叠加，而是形成了相互支撑、1+1>2的有机协同工艺闭环，各技术特征的核心协同作用机理如下：
1.矿体产状差异化参数适配与探采一体化控矿的协同：差异化采场高度设计为探矿副川的施工深度、炮孔深度设计提供了基准框架，而探矿副川精准圈定的矿体边界，又为采场参数的动态优化提供了实时地质依据，二者协同实现了采场结构参数与矿体实际形态的精准匹配，解决了常规深孔工艺固定参数与不规则矿体形态不匹配的核心缺陷。
[0021]2.探采一体化控矿与全断面凿岩控贫的协同：探矿副川将矿体控制精度从50m提升至25m，为全断面深浅孔布孔、矿岩界线停钻、局部装药设计提供了精准的地质依据，而全断面凿岩控贫设计，将探矿控矿的地质成果直接转化为实际的低贫损回采效果，二者协同打破了“深孔崩矿必然高贫损”的技术偏见核心前提。
[0022]3.毫秒精准分段爆破与人机隔离遥控出矿的协同：精准分段起爆实现了矿石均匀破碎，大块率降至5%以下，从根源上消除了人员进入空区处理大块的刚性需求，为遥控铲运机连续出矿创造了稳定的作业条件;而遥控铲运机出矿又实现了空区存窿矿的安全高效回收，无需人员进入空区作业，二者协同实现了回采全流程人机隔离的本质安全，同时最大化提升了资源回收率。
[0023]4.全流程工艺的闭环协同：本发明通过上述特征的全链条配合，同时实现了低贫损、高安全、高效率、低成本四大核心目标，彻底打破了现有技术“贫损/安全控制”与“效率/成本控制”无法兼顾的技术矛盾，该协同效果是单个现有技术特征、或多个特征简单叠加无法实现的，是本发明核心创造性的集中体现。
[0024]本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
本发明打破了本领域长期存在的不规则薄矿体无法采用单分段深孔集中崩矿的技术偏见，构建了探采一体化控矿、全断面协同凿岩、精准分段爆破、人机隔离遥控出矿、差异化参数适配的全流程协同工艺体系，彻底解决了现有浅孔分层回采工艺工程量大、回采周期长、作业安全风险高、机械化适配性差，以及常规深孔崩矿工艺矿体边界控制精度低、损失贫化不可控、矿体适配性差、空区作业风险高的核心缺陷。本发明实现了不规则难采矿体回采过程中安全管控、贫损控制、生产效率与开采成本的协同优化，在将采矿损失率、贫化率稳定控制在行业允许阈值内的同时，回采周期较现有主流上向水平分层工艺缩短65%以上，综合采矿成本降低50%以上，且作业人员全程不进入采空区，实现了本质安全作业。本发明可广泛适配不同产状、不同倾角的不规则难采矿体回采场景，具备极强的工程实用性与行业推广价值。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本发明采矿方法的采准工程平面布置图;
图2为本发明采矿方法的采场主视剖面图;
图3为本发明采矿方法的急倾斜矿体采场左视剖面图;
图4为本发明采矿方法的缓倾斜矿体采场左视剖面图;
附图标记：1-拉底巷，2-探矿副川，3-切割井，4-溜井，5-充填联道，6-上向扇形深孔，7-边下部浅孔，8-矿体，9-围岩，10-穿脉巷道，11-炮孔排线。
具体实施方式
[0027]下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0028]下面结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明，所描述的实施场景仅仅是本发明的典型应用场景，而非对本发明的限定。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，基于本发明获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0029]本发明公开的一种基于探矿副川控制与遥控出矿的不规则难采矿体高效采矿方法，适用于倾角10~60°、矿体厚度6~15m的地下金属矿山不规则难采矿体回采，有效解决了现有浅孔分层回采工艺效率低、成本高、安全风险大，以及常规深孔崩矿工艺损失贫化不可控、矿体适配性差的技术缺陷，实现了不规则难采矿体安全、高效、低贫损回采。
[0030]本实施例对应的附图如下：图1为本发明采矿方法的采准工程平面布置图，图2为本发明采矿方法的采场主视剖面图，图3为本发明采矿方法的急倾斜矿体采场左视剖面图，图4为本发明采矿方法的缓倾斜矿体采场左视剖面图。全文件附图标记全程统一，具体对应关系为：1-拉底巷，2-探矿副川，3-切割井，4-溜井，6-上向扇形深孔，7-边下部浅孔，8-矿体，9-围岩。
[0031]具体实施步骤如下：
第一步，矿体产状差异化参数适配
结合附图3、附图4所示，基于待回采矿体8的实际倾角，差异化设置采场回采高度，确定采场核心结构参数，为后续工程施工提供设计基准：对于倾角<30°的缓倾斜矿体，采场高度设置为6~8m;对于倾角30~55°的倾斜矿体，采场高度设置为8~12m;对于倾角>55°的急倾斜矿体，采场高度设置为12m以上。
[0032]本典型实施场景针对某地下金
铜矿中段的不规则难采矿体，矿体倾角45°(倾斜矿体)，平均厚度8m，厚度变化系数35%，属于本申请定义的不规则难采矿体，设置采场高度10m，采场走向长度50m，中段高度50m。
[0033]第二步，探采一体化采准与控矿工程施工
结合附图1所示，沿矿体8走向在矿体8中部施工拉底巷1，拉底巷1采用2.8m×2.8m的直墙拱形断面，该拉底巷1兼作探矿巷道，施工过程中同步完成矿体8走向的地质编录工作，初步圈定矿体8的走向边界;在拉底巷1的东端施工切割井3，切割井3断面规格2m×2m，高度与第一步确定的采场高度10m一致，作为后续爆破落矿作业的初始自由面;在拉底巷1中部位置，垂直于拉底巷1施工两条探矿副川2，两条探矿副川2沿拉底巷1走向均匀布设，间距为25m，探矿副川2断面规格2.6m×2.6m，施工长度完全穿透矿体8上下盘与围岩9的矿岩边界，通过该两条探矿副川2将矿体8走向的控制精度从常规50m提升至25m，精准圈定矿体8倾向、厚度变化对应的矿岩边界，为后续凿岩布孔、装药控制提供精准的地质依据。
[0034]拉底巷1与探矿副川2施工完成后，同步施工穿脉巷道10(垂直于拉底巷1布设，与探矿副川2间隔分布)，穿脉巷道10的核心功能是衔接拉底巷1与溜井4，形成完整的转运通道;采用锚网支护对拉底巷1、探矿副川2及穿脉巷道10的围岩进行加固，锚杆间排距0.8m×0.8m，网片采用φ6mm钢筋焊接而成，网格尺寸100mm×100mm;同时配套施工溜井4，用于回采过程中矿石与废石的转运。溜井4可根据矿山实际生产条件，灵活设置为单溜井分时段转运模式，或分别设置脉内矿石溜井、脉外废石溜井的分运模式;采用分运模式时，脉内矿石溜井优先布设于拉底巷1远离切割井3的一端、矿体8范围内，脉外废石溜井优先布设于穿脉巷道10内、矿体8范围外的围岩9中，通过穿脉巷道10实现废石快速转运，避免与矿石混装导致贫化。
[0035]第三步，全断面协同凿岩与贫化控制作业
结合附图1、附图2所示，基于第二步探矿副川2精准圈定的矿岩边界，垂直于拉底巷1向矿体8施工上向扇形深孔6，通过炮孔排线11标识每排炮孔的边界，确保各排上向扇形深孔6按1.2m固定排距均匀分布;上向扇形深孔6全面覆盖矿体8主体区域，孔底距为1.3m，孔径75mm，采用YGZ-90钻机施工;针对矿体8边部形态不规则、上向扇形深孔6无法覆盖的死角区域，以及采场下部与拉底巷1衔接的区域，采用边下部浅孔7补充施工，边下部浅孔7孔径42mm，采用YT-28手风钻施工，炮孔排线11同步标识边下部浅孔7的排布范围，确保深浅孔协同形成全断面无死角覆盖的炮孔体系，彻底避免崩矿不充分导致的矿体损失。本申请所述全断面无死角覆盖的炮孔体系，指炮孔孔底距≤1.5m，矿体边界处炮孔孔底与矿岩界线的距离≤0.5m，无崩矿盲区的炮孔布置方式。
[0036]钻孔施工过程中，施工人员实时观察钻孔返粉的岩性变化，钻至矿岩界线见围岩9废石时立即停钻，避免超钻导致后续爆破爆下过多废石;对于部分先穿过围岩9岩体再进入矿体8的边部钻孔，采用矿体段局部装药结构，装药长度为矿体段长度的85%，孔口填塞长度与岩体段长度一致，仅对矿体8段实施有效爆破崩落，从源头控制废石混入，降低矿石贫化率。边下部浅孔7施工完毕后，采用胶管对孔口进行封堵，避免施工过程中的渣石进入孔内导致后续清孔困难，保障爆破作业顺利开展。
[0037]第四步，毫秒精准分段协同爆破作业
结合附图2所示，采用数码雷管对所有炮孔进行装药起爆，实现毫秒级精准控制起爆;以第二步施工的切割井3为初始爆破自由面，沿拉底巷1向远离切割井3的方向实施后退式落矿，单次爆破进尺为2排炮孔，保证每次爆破都有稳定的补偿空间。
[0038]同排的上向扇形深孔6与边下部浅孔7按不同段位一并起爆，且同排上向扇形深孔6采用中间孔先爆破、两边及底部孔后爆破的起爆时序，同排扇形孔的中间孔与两边及底部孔的起爆段位差为75ms，通过先爆的中间孔崩落形成新增爆破自由面，大幅降低后爆孔的爆破夹制性，提升炸药能量利用率，同时实现矿石的二次碰撞破碎，降低矿石大块率。
[0039]单次爆破完成后，出矿量不超过本次崩矿量的70%，预留30%的矿石作为后续爆破的缓冲垫层，既可以缓冲爆破冲击对拉底巷1支护结构的破坏，保障巷道稳定，又能阻挡爆破飞石进入拉底巷1作业区域，提升作业安全性。
[0040]第五步，分阶段人机隔离遥控出矿作业
第四步爆破落矿完成并经通风、安全检查后，开展分阶段出矿作业：前期采用3m3常规铲运机在拉底巷1内完成主矿体的出矿作业，作业人员与出矿设备全程在支护完好的拉底巷1内作业，不进入采空区，彻底规避空区冒顶片帮、车辆伤害等安全风险;主矿体出矿完成后，采空区内仍有部分存窿矿，此时采用三维激光扫描仪对采空区进行全方位扫描，精准获取采空区三维形态、存窿矿空间分布及顶板稳定情况，基于扫描结果规划遥控铲车的行走路径与出矿顺序，随后采用遥控铲车进入采空区完成存窿矿的收尾出矿作业，在保障作业安全的前提下，最大限度回收采空区内的残留矿石，进一步降低采矿损失率。
[0041]出矿过程中，矿石与废石通过溜井4转运至中段运输巷道，采用单溜井模式时通过分时段转运实现矿石与废石分离，采用双溜井模式时通过独立巷道分别转运，全程避免废石混入矿石。
[0042]第六步，采空区充填处置
第五步出矿作业全部完成后，通过预先施工的充填联道5向采空区输送胶结充填材料;充填联道5布设于拉底巷1一侧，一端连接地表充填系统，另一端贯通采空区，其断面规格与溜井4一致(2m×2m)，确保充填材料均匀扩散至采空区各个角落;充填体28天单轴抗压强度为2.5MPa，通过充填体对采空区顶板与围岩9进行支撑，避免采空区长期暴露引发地压活动、顶板冒落等问题，充填联道5同时起到观测充填高度与密实度的作用，保障周边矿块的后续回采安全，同时实现采空区的生态治理，满足矿山绿色开采要求。
[0043]异常工况应对方案
针对采矿过程中常见的异常工况，本实施例同步给出对应的标准化应对方案，保障回采作业全程安全可控：
1.钻孔施工中出现塌孔、堵孔时，立即停钻，采用高压风清孔，清孔无效时，在塌孔位置两侧补打钻孔，确保矿体全覆盖;
2.爆破后出现哑炮时，采用数码雷管重新起爆，严禁人员进入空区处理，无法重新起爆时，在对应位置补打浅孔爆破处理;
3.采场顶板出现局部冒落时，立即停止作业，通过三维激光扫描确定冒落范围，调整后续爆破参数与出矿路径，采用遥控铲运机清理冒落渣石，严禁人员进入空区。
[0044]实施效果对照验证
结合本典型实施场景及现有技术对照应用结果可知，本发明针对倾角10~60°、厚度6~15m的不规则难采矿体设计的回采工艺，经实际应用验证，可稳定实现采矿损失率8.2%、矿石贫化率7.6%，均稳定控制在行业允许阈值内，作业人员全程不进入采空区，从根本上规避了空区作业的各类安全风险。
[0045]本发明在贫损控制效果相当的前提下，采充全周期从256天缩短至88天，综合采矿成本降低54%，大幅提升了矿山生产效率与经济效益。
[0046]本说明书中所述采矿损失率、矿石贫化率，均采用《金属非金属矿山回采技术规范》AQ2024-2012规定的地质回采损失率、内排贫化率计算口径，数据均来自同地质条件下的平行工业试验，具备可重复性。
[0047]本领域技术人员可根据矿山实际的矿体地质条件、现有设备配置、生产管理要求，对上述实施方式中的断面规格、炮孔参数、起爆段位差等进行常规调整，只要未脱离本发明“探矿副川精准控矿+全断面协同凿岩+毫秒精准爆破+人机隔离遥控出矿+差异化参数适配”的核心工艺逻辑，均属于本发明的保护范围。
说明书附图(4)
声明：
“基于探矿副川控制与遥控出矿的不规则难采矿体高效采矿方法” 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：北方有色网
来源：湖北三鑫金铜股份有限公司
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2026年08月06日 ~ 08日 
