[发明专利]无底柱分段菱形矿房嗣后充填采矿法

权利要求书

1.一种无底柱分段菱形矿房嗣后充填采矿法，适用于矿体上覆高承压含水层，矿岩稳固性差，具有明显似层状结构，致矿体、夹石及顶底板围岩力学强度有明显的差异性的矿体，并且矿体水平厚度为20-25m，走向长，倾角为35-40°的倾斜金属和非金属矿体的开采；其特征在于矿块沿走向布置，长60m，宽为矿体水平厚度，中段高度为45m，分段高为10-16m，每个矿块划分为两个矿房和一个间柱，矿房长20-30m, 中间间柱宽8-12m，在间柱内从第三分段往上部充填加固中段布置了起通风、充填、泄水作用的充填回风天井（11）和2个充填联络道（7），充填联络道掌头超过矿房边界2m，爆破时和矿房贯通，形成回风、充填通道；每个矿房内按分段自下而上沿矿体倾斜方向布置菱形充填法矿房回采单元，分为三个回采单元，下部两个回采单元为菱形块体，高24m，长25m，宽为20m，上部回采单元为三角形块体，高为12m；在矿房回采之前从上部加固中段矿体下盘沿矿体走向布置加固巷（15），从加固巷内垂直矿体倾斜方向沿矿房全长向上布置施工护顶长锚索（14），排距为3m,同时在充填加固中段提前施工上盘充填联络道和CT1充填管路联络道，作为矿房回采后的充填通道；矿房从下往上回采，共分三部分回采，下部采充完毕后，待充填体养护至一定强度后，方可回采上面部分；回采后空区顶板形状近似拱形状；底部结构布置在菱形矿房的底部；设计两个分段凿岩、爆破，上部分段少量出矿，下部分段集中出矿，底部凿岩巷利用切割井切割拉槽爆破，从矿房一段逐步向另一端爆破，V型堑沟出矿，作为受矿巷；爆破时利用分段毫秒延时起爆，同时在各条进路眉线口提前加固支护；每个矿房布置4条出矿进路和一条凿岩巷，形成装矿底部结构，回采出矿时凿岩巷联合出口进路五点出矿；矿房内残留矿石，利用遥控铲运机出净；矿房出矿结束后，进行尾砂胶结充填；进入下一采充循环。

2.如权利要求1所述的一种无底柱分段菱形矿房嗣后充填采矿法，其特征在于：首先通过岩石矿岩力学性质进行矿体回采模型数值模拟计算，确定回采矿房的长度和允许暴露的最大顶板面积，划分出各个回采矿块和间柱的位置，在矿块内布置采准工程；根据矿体倾角和分段高度划分分段高度，分段高度为12m，首先布置分段凿岩平巷（5）的位置，第一分段布置一条分段凿岩平巷，上面两个分段布置两条分段凿岩平巷，其中靠上盘的分段凿岩平巷作为菱形回采单元爆破时的辅助凿岩和爆破分段；最下面两个回采单元为菱形块体，高24m，长25m，宽为20m，两个菱形块体布置了辅助分段凿岩平巷；靠下盘一侧的分段凿岩平巷（5）的位置要布置在下盘夹石内岩石稳固地段，在距离其15-20m处平行布置分段装矿联络巷（9），作为出矿的联络通道，用出矿进路（6）联通分段凿岩平巷（5）和分段装矿联络巷（9），出矿进路间距为7.5m，每个矿块50m长大约布置7-8条出矿进路，分为两个矿房进行回采；在回采单元的上下两个分段中分段凿岩平巷（5）位置布置切割天井（8），作为爆破拉槽的自由面，在切割天井周围扇形布置中深炮孔（10），上下分段凿岩巷利用切割天井（8）切割拉槽爆破，从矿房一段逐步向另一端爆破，上分段的分段凿岩平巷爆破要超前下分段的分段凿岩平巷爆破6-8m；边孔角度一般控制在54-58°之间，爆破后形成V型堑沟出矿，作为受矿巷，底部结构布置在菱形矿房的底部；设计两个分段凿岩、爆破，上部分段少量出矿，下部分段集中出矿，每个矿房布置4条出矿进路和一条分段凿岩平巷，形成装矿底部结构，回采出矿时分段凿岩平巷联合出口进路五点出矿，矿石用铲运机在堑沟内装矿后经分段装矿联络道（9）和分段采场联络道（4）铲运至顺路溜井（12）内，运输中段使用有轨机车运输方式，矿车经沿脉运输巷（1）和穿脉运输巷（2）进入穿脉内顺路溜井下部装矿，装矿完毕后从中段上盘运输巷把矿石运至中段卸载站进行卸矿；矿房内残留矿石，利用遥控铲运机出净；矿房出矿结束后，进行尾砂胶结充填，充填体强度达到3MPa，进入下一采充循环。

3. 如权利要求1所述的一种无底柱分段菱形矿房嗣后充填采矿法，其特征在于：所述的凿岩采用中深孔施工，炮孔排距1.4-1.5m，孔底距2.2-2.4m，炸药单耗控制在0.5千克/吨左右；堑沟采用上向扇形中深孔依次形成。