Q0324SHK001-2016_预控顶高分段空场嗣后充填采矿方法

2022年 6月下 世界有色金属53采矿工程M ining engineering进路式充填采矿法充填接顶技术要点及有效应用关鑫磊，孙京阁，蒋晓龙（山东黄金矿业（玲珑）有限公司，山东　烟台　２６５４００）摘 要：进路式充填采矿法实施中最为重要的一个工艺环节就是充填接顶，与此同时，充填接顶还是现阶段充填工艺非常关键的一个技术难点。

在现代矿产生产行业发展的过程中，进路式充填采矿法得到了非常广泛的使用，并且，就算矿体及生产环境是不同类型的也可以很好的适用，以此实现回采率的全面提升，并且实现采空区暴露时间的有效缩短，最后提升整体工作的安全性跟高效性。

现阶段，大多数地矿产生产环境是比较复杂的，并且还对安全标准要求更为严格，进路式充填采矿法充填接顶技术的推广使用是非常重要的。

在实际生产的过程中，如果面对的是已经回采进路的采区，那么一般情况下接顶率是比较低的，甚至还会影响到充填体的稳定性，甚至产生安全隐患。

所以在实际工作中，应该格外重视进路式充填采矿法充填接顶技术要点及有效应用。

关键词：进路式充填采矿法；充填接顶技术；应用中图分类号：ＴＤ８０３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２２）１２－００５３－３Key points and effective application of filling and roof connection technology in drift filling mining methodGUAN Xin-lei, SUN Jing-ge, JIANG Xiao-long（Ｓｈａｎｄｏｎｇ　ｇｏｌｄ　ｍｉｎｉｎｇ　（Ｌｉｎｇｌｏｎｇ）　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ，Ｙａｎｔａｉ　２６５４００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｒｉｆｔ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｍｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｒｏｏｆ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ．　Ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｉｍｅ，　ｆｉｌｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｒｏｏｆ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ｓｔｉｌｌ　ａ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ　ｏｆ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｔ　ｔｈｉｓ　ｓｔａｇｅ．　Ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｍｏｄｅｒｎ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ，　ｄｒｉｆｔ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｍｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ，　ａｎｄ　ｅｖｅｎ　ｉｆ　ｔｈｅ　ｏｒｅ　ｂｏｄｙ　ａｎｄ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｒｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｙｐｅｓ，　ｉｔ　ｃａｎ　ａｌｓｏ　ｂｅ　ｗｅｌｌ　ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ，　ｓｏ　ａｓ　ｔｏ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｒａｔｅ，　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｓｈｏｒｔｅｎ　ｔｈｅ　ｅｘｐｏｓｕｒｅ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　ｇｏａｆ，　ａｎｄ　ｆｉｎａｌｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ａｎｄ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒａｌｌ　ｗｏｒｋ．　Ａｔ　ｔｈｉｓ　ｓｔａｇｅ，　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｏｆ　ｍｏｓｔ　ｍｉｎｅｓ　ｉｓ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｃｏｍｐｌｅｘ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｆｏｒ　ｓａｆｅｔｙ　ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ａｒｅ　ｍｏｒｅ　ｓｔｒｉｎｇｅｎｔ．　Ｔｈｅ　ｐｏｐｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｒｏｏｆ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｄｒｉｆｔ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｍｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｖｅｒｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ．　Ｉｎ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，　ｉｆ　ｔｈｅ　ｆａｃｅ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓｔｏｐｉｎｇ　ｒｏｕｔｅ，　ｔｈｅ　ｒｏｏｆ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｉｓ　ｇｅｎｅｒａｌｌｙ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｌｏｗ，　ｗｈｉｃｈ　ｗｉｌｌ　ｅｖｅｎ　ａｆｆｅｃｔ　ｔｈｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｂｏｄｙ，　ａｎｄ　ｅｖｅｎ　ｃａｕｓｅ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｓａｆｅｔｙ　ｈａｚａｒｄｓ．　Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，　ｉｎ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｗｏｒｋ，　ｗｅ　ｓｈｏｕｌｄ　ｐａｙ　ｓｐｅｃｉａｌ　ａｔｔｅｎｔｉｏｎ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｐｏｉｎｔｓ　ａｎｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｒｏｏｆ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｄｒｉｆｔ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｍｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ．Keywords: ｄｒｉｆｔ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｍｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ；　Ｆｉｌｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｃａｐｐｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ收稿日期：２０２２－０６作者简介：关鑫磊，男，生于１９８７年，满族，黑龙江萝北人，本科，采矿工程师，研究方向：采矿工程。

分段凿岩阶段空场嗣后充填法在阿希金矿的生产及应用刘海昭【摘要】针对阿希金矿的开采技术条件,选用分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法开采,该采矿方法的工业应用效果较为理想,取得了较好的经济技术指标,技改前损失贫化达到25％,技改后,贫化率降为10％,损失率降为13％.【期刊名称】《湖南有色金属》【年(卷),期】2019(035)002【总页数】3页(P1-3)【关键词】分段凿岩;嗣后充填;阶段空场【作者】刘海昭【作者单位】西部黄金伊犁有限责任公司,新疆伊宁835000【正文语种】中文【中图分类】TD853.34阿希金矿最早采用露天开采，后期转为地下开采，在地下开采前期，采用的有底柱分段崩落法采矿，经过几年开采发现，该方法安全、高效，但损失贫化达到25%，资源浪费严重，拖累矿山经济效益。

在保障生产能力不变的情况下，为降低矿石贫化损失，提高矿山经济效益，延长矿山服务年限，2008年公司通过考察、论证，在公司建立一套全尾砂＋碎石充填系统，开展分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法试验，2009年下半年进入充填采矿工艺试生产期，取得良好的经济效益和社会效益。

目前充填采矿法回采工艺在阿希金矿运用已比较成熟。

1 开采技术条件矿体总体走向北东10°～17°，倾向100°～107°，倾角57°～86°之间。

控制总长1 070 m，控制斜深平均358 m。

北段矿体平均厚度16.88 m，矿体品位主要集中在Au：2～10 g／t之间。

岩石密度较大，为2.28～2.68 g／cm3。

岩石力学强度高，性质坚硬，属坚硬岩石。

其单轴抗压强度为73.9～172.8 MPa，抗剪强度参数，凝聚力（C）为12.6～44.0 MPa，内摩擦角（Ф）为30°51′～39°41′，抗拉强度为2.9～4.4 MPa。

2 分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法2.1 采场结构参数采场垂直矿体走向布置，将矿体划分为矿房、矿柱，中间不留间柱，矿房、矿柱两步骤回采。

采矿课程设计·目录目录第一章 矿床地质与开采技术条件............................................... 1 第二章 采矿方法的选择 ...................................................... 1一．采矿方法初选 ................................................................................................................................1 二．技术经济分析 ................................................................................................................................2 三．综合分析比较 ................................................................................................................................4 第三章 采矿方法构成要素 .................................................... 5 第四章 矿块采准切割工作 .................................................... 5 一．采准、切割工程布置 ...................................................................................................................5 二．采切工程断面形状及规格...........................................................................................................6 三．采切工程量、施工顺序和施工时间 .........................................................................................7 第五章 采场回采设计 ........................................................ 8 一．凿岩爆破工作 ................................................................................................................................8 二．矿石运搬 .........................................................................................................................................8 三．采场通风 .........................................................................................................................................9 四．采场顶板管理 ................................................................................................................................9 五．采空区充填 ..................................................................................................................................... 9 六．回采工作组织 ................................................................................................................................9 第六章 矿柱回收及采空区处理................................................ 10 一．矿柱回收 .......................................................................................................................................10 二．空区处理 .......................................................................................................................................10 第七章 采矿方法主要技术经济指标............................................ 10 一．矿石损失贫化的计算 .................................................................................................................10 二．矿石质量指标的计算 .................................................................................................................10 三．采矿直接成本的计算 .................................................................................................................11 四．主要技术经济指标汇编 ............................................................................................................. 12 第八章 结束语 ............................................................. 12山东理工大学•采矿 0904 班•杨露采矿课程设计·正文采矿方法课程设计说明书第一章 矿床地质与开采技术条件某铁矿床地质储量为 3400万吨，其中 A 级储量1870万吨，B 级储量1120万吨，C 级储量 410 万吨，零星矿体 D 级储量120万吨，该矿体为接触交代矽卡岩型磁铁矿床。

大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法的应用主要论述了大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法在贵州某磷矿的实际应用，包括开采方案的实施、凿岩爆破过程、采场通风、出矿能力、充填方法选择等，通过现场实践应用情况分析，对矿山今后开采积累了大量有价值的经验。

标签：大直径深孔采矿方法嗣后充填0 引言根据对国内急倾斜中厚至厚矿体矿山的统计，主要的采矿方法包括有（无）底柱分段崩落法、分段矿房法、阶段矿房法、上向水平分层充填法等。

不管哪种方法的采矿，应根据矿山实际情况以及矿体厚度变化和围岩稳固性等采取合理的采矿方法，以最安全高效的方法回收矿石，降低贫化率，保护环境。

1 开采方案概况矿段矿床属急倾斜中厚至厚矿体，矿房、矿柱按15m宽垂直矿体走向方向依次布置，长为矿体厚度（含夹层），阶段高度为70m。

采用下行式开采方式，实际采场回采高度为55m。

上部阶段布置大孔凿岩硐室，拉底水平布置堑沟受矿硐室，堑沟受矿硐室可利用中深孔爆破形成。

采用“隔三采一”的回采顺序，减小附近区域矿块回采时相互干扰及保证回采安全。

矿块回采结束采空区应及时充填，其中矿房采空区用尾砂胶结充填，矿柱采空区用废石或尾砂非胶结充填。

2 凿岩爆破选用高风压潜孔凿岩台车凿岩，从凿岩硐室向下凿大直径深孔至下部受矿硐室顶板。

钻孔直径Φ165m，孔深控制在45～55m，平均凿岩效率约50m/台班。

大孔凿岩必须控制孔位偏差和钻孔偏斜。

钻孔偏斜率要求中间孔小于3%，边孔小于1%。

具体的采场凿岩布孔参数应通过爆破漏斗小型工业试验来确定，以获得最优的爆破效果。

目前只能通过类比方法来确定大塘矿段矿块布孔参数：矿房采场中间炮孔布孔参数取3.0×3.0m，边排孔孔网参数取2.2～2.5×2.0～2.2m（抵抗线×孔间距），实行光面控制爆破，边孔至采场边界0.6～0.8m；矿柱采场中间孔采用3.0×3.0m的孔网参数，边排孔采用2.7～3.0×2.5m的布孔参数，采用松动爆破技术，边排孔距充填体边界1.6m～1.8m。

2021年第1期新疆有色金属阶段空场嗣后充填法采场底部矿柱回收实例李亮张光军（新疆阿舍勒铜业股份有限公司哈巴河836700）摘要阶段空场采矿法采场采用上向扇形中深孔拉底，导致采场两翼矿柱无法正常回采，采空区充填之后在矿柱内施工穿脉，利用中深孔装药爆破，切割天井采用一次爆破成井技术，切割槽中深孔和正排中深孔分别以切割天井和切割槽为自由面进行爆破，能有效地回收高品位残留矿柱，避免了资源浪费。

关键词阶段空场嗣后充填中深孔爆破高品位矿柱安全1概况西北地区某地下铜矿床为块状硫化物铜锌矿床，其中一号矿体是该矿床的主要矿体，铜金属量占比达97%。

该矿体走向长度约850m，埋藏深度达930米，矿体平均厚度为20m至45m，最大厚度可达80m，倾角45°至75°，矿体与围岩中等稳固。

对于该部分厚大矿体，采用大直径深孔采矿嗣后充填的方法回采矿石。

采场垂直矿体走向布置，矿体厚度即为采场长度，采场高度为50m，宽度为12m。

采场底部采用中深孔爆破形成拉底空间，拉底高度为13m，回采上部矿体时需在上中段施工大孔硐室，采用潜孔钻机钻凿大直径深孔，切割槽爆破形成后正排炮孔侧向崩矿，采场出矿结束后对采空区进行胶结充填。

由于采场底部中深孔凿岩采用上向扇形中深孔，爆破后会在相邻采场之间残留桃形矿柱，且下中段采场采矿时无法对其进行回收。

首采矿柱采场地质储量可达24000t，Cu品位：3.31%，Zn品位:5.32%，为避免资源浪费，需对此类型矿柱进行回收。

2采切工程布置桃形矿柱首采采场450-0504#采场布置在450中段2#穿脉与3#穿脉之间，首先需在450中段2#穿脉与3#穿脉的矿柱之间施工0504#穿脉，穿脉净断面3.4m*3.2m（1/4三心拱），掘进断面3.6m*3.3m，支护方式为锚网拱架喷砼联合支护，喷砼厚度100mm，每个拱架均匀施工7根Φ40mm管缝式锚杆，拱顶部分均匀增加3根3m长Φ18mm水泥卷锚杆，锚网与拱架之间用铁丝绑扎牢固。

阶段深孔崩矿嗣后充填采矿法方案说明书长沙矿山研究院草楼矿业有限责任公司2006 年7月目录1 前期深孔阶段空场嗣后充填采矿法方案 (1)2 矿块布置 (1)3 采场结构参数 (1)4 采准切割 (2)4.1 采切工程量计算 (2)4.2 采准工程施工 (3)5 回采工艺 (3)5.1 凿岩 (4)5.1.1 孔网参数设计 (5)5.1.2 VCR法掏槽孔参数 (6)5.2 装药 (6)5.3 爆破 (10)5.3.1 VCR法小区掏槽爆破 (10)5.3.2 回采爆破 (10)5.4 出矿 (11)5.5 采场通风 (13)5.6 采场充填 (13)6 采矿主要设备 (13)7 主要技术经济指标和材料消耗 (14)7.1 主要技术经济指标 (14)7.2 回采主要材料消耗 (14)1 前期深孔阶段空场嗣后充填采矿法方案前期阶段深孔空场嗣后充填采矿法是对前期采矿超前拉底采矿后的矿房上部矿体的回采设计的。

见阶段深孔空场嗣后充填采矿法方案图。

超前拉底采矿方案在《草楼铁矿前期60万吨采矿方案》报告中已有论述，本说明为阶段深孔采矿说明。

2 矿块布置矿块垂直走向布置。

具体在11线和19线之间视-170m工程进度确定位置。

矿块划分为矿房和矿柱。

首采区矿块总体布置见-230m 中段首采区矿块布置图。

先采矿房，嗣后全尾砂胶结充填，充填体养护达到设计要求后可采矿柱。

3 采场结构参数矿块结构参数：矿块长为矿体厚度，宽30m，阶段高60m ，底部结构高15m。

矿块划分为矿房和矿柱，其结构参数分别为：矿房长矿体厚度，宽15m，阶段高60m；矿柱长矿体厚度，宽15m，阶段高60m。

4 采准切割采准工程有采场凿岩硐室联络道、采场凿岩硐室、出矿平巷、出矿进路（拉底采矿时已施工完毕）和回风平巷。

切割工程：堑沟拉底在前期采矿已完成。

利用深孔，采用VCR 法切槽，拉底上部矿房回采没有切割工程。

4.1 采切工程量计算采切工程量计算见表4-1。

基于 FLAC3D的分段空场嗣后充填法采场结构参数优化摘要：为实现矿山安全高效生产，确定合理采场结构参数成为矿山生产首要任务。

将经验法与数值模拟法相结合，基于Mathews稳定图法初步稳定性分析以及FLAC3D数值模拟6种方案，选取顶板位移、最大主应力作为评价因子，确定最优采场结构参数。

研究结果表明，落凼矿区最佳分段空场嗣后充填法采场结构参数为采矿跨度15m，采场长度32m，间柱宽度5m；暴露面积越小，顶板位移和最大主应力越小；暴露面积相等情况下，采场跨度越小，顶板位移和最大主应力越小。

关键字：分段空场嗣后充填法；采场；结构参数；数值模拟0引言在矿山生产中，采场结构参数与采场稳定性息息相关，直接影响采矿工作人员生命安全，也关乎矿山生产能力和企业效益。

数值模拟法确定最优采购结构参数具备多方案、可重复、可视化等优点，徐帅[1]基于FLAC3D进行数值计算，建立SOM模型对深埋厚大矿体采场结构参数进行优化研究。

郝益民[2]运用FLAC3D对4种方案进行数值模拟研究，确定了有利于阶段空场嗣后充填采场的结构参数。

陈晖[3]采用FLAC3D开展“三软”条件下金矿采场结构参数优化。

江飞飞[4]基于三维离散元程序3DEC对不同的一、二步骤采场宽度组合方案进行了模拟，确定了合理的采场结构参数。

龙科明[5]运用ANSYS对不同采场结构参数进行了数值模拟分析，确定了采场最优宽高组合。

因此，结合经验类比法，依靠数值模拟来确定采场结构参数，能够为拉拉铜矿采矿稳定性分析提供可靠依据。

1工程概况拉拉铜矿落凼矿区深部矿段矿体按倾角分为三类，＜15°的水平至缓倾斜矿体、15°~35°的缓倾斜至倾斜矿体以及＞35°的倾斜至急倾斜矿体。

其中厚度为7～8m以上的单层矿体，采用分段空场嗣后充填法开采。

2Mathews稳定图法稳定性分析Mathews稳定图法属于一种经验预测，得到的是岩体质量、开采深度、采场尺寸和稳定性之间的关系。