一种缓倾斜矿体脉内采准水平条带分层充填采矿方法

本发明属于金属/非金属矿床地下开采领域，特别是涉及一种缓倾斜矿体脉内采准水平条带分层充填采矿方法。

背景技术：

1、在矿产资源地下开采领域，针对倾角较缓（通常小于30°）、厚度为薄至中厚（通常小于5m至15m）的矿体，水平条带分层充填采矿法因其适应性强、回采率高、贫化率低等优点，被广泛采用。该方法的核心工艺是将阶段或目标采区内的矿体沿走向划分为若干个规则的条带，并在竖向将每个条带划分为多个水平分层，按照“自上而下”或“自下而上”的顺序逐层回采并随即进行充填，以维护采场围岩稳定。

2、传统的水平条带分层充填采矿法，其采准工程（如斜坡道、分段巷道等）通常布置在矿体下盘或上盘的围岩中，即采用“脉外采准”方式。对于厚大矿体，脉外采准具有工程布置灵活、不受矿体形态变化干扰等优势。然而，在缓倾斜薄至中厚矿体的开采实践中，脉外采准方式暴露出显著的技术与经济缺陷。由于矿体倾角缓，从脉外斜坡道开掘联通至各回采分层的联络巷道长度大、掘进工程量大，导致采切比急剧升高，极大地推高了吨矿开采成本，削弱了矿山的经济效益。

3、为降低采切比，部分技术方案尝试将采准工程布置于矿体内部，即采用“脉内采准”方式。虽然脉内采准能够有效利用矿体空间，减少废石掘进量，但其又引入了新的技术难题。在采用脉内采准的水平条带分层充填法中，为了在缓倾斜矿体内构建能够服务于不同回采分层的设备与人员通道，通常需要在矿体沿倾向方向布置具有一定坡度的主斜坡道。当回采完一个分层后，为到达上一个或下一个分层进行回采，必须从主斜坡道向上或向下开掘分支斜坡道以连接各运输干线。由于矿体倾角缓，这些分支斜坡道的水平投影长度大，在其与矿体顶底板围岩的衔接处，不可避免的会形成无法回采的三角形永久矿柱（即“三角矿损”）。对于多分层回采的缓倾斜矿体，此类三角矿损在每一个条带的两端均会大量出现，导致矿石损失率显著增高。对于矿石价值较高的矿山，这种资源浪费的经济损失是极其巨大的。

4、除三角矿损问题外，缓倾斜矿体采用水平条带充填法时，其充填工艺亦面临严峻挑战。由于矿体倾角缓，采空区在走向上呈近水平的长条形布置，充填料浆自采场一端的充填管出口送入后，需在几乎水平的空区内依靠自身重力长距离流动、摊平以实现接顶。然而，缓倾斜条件下料浆流动阻力大，动能衰减快，极易在采场尾部或顶板局部低洼处滞留，形成大面积的未充填空洞。这不仅导致充填体无法有效接顶，对上部围岩的支撑能力不足，还可能在下分层回采时，因充填体顶板存在空洞而引发冒落、片帮等重大安全隐患，严重威胁采矿作业的安全。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种缓倾斜矿体脉内采准水平条带分层充填采矿方法，用于解决现有技术中缓倾斜矿体脉内采准水平条带分层充填采矿时端部三角矿损大和长距离充填接顶困难的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种缓倾斜矿体脉内采准水平条带分层充填采矿方法，包括如下步骤：在目标采区内布置采准工程，采准工程包括至少一条沿矿体走向布置的运输干线，以及至少一条沿矿体倾向平行设置的主采准斜坡道，且主采准斜坡道与运输干线连通；在目标采区内选择其中一个条带作为首采条带，并沿矿体走向进行回采；在首采条带内沿矿体倾向掘进形成枢纽通道，枢纽通道至少贯穿目标采区的同一回采分层；以枢纽通道为作业起点，沿矿体走向向目标采区的两侧边界推进，回采目标采区内的其余条带，使得其余条带的回采路径由中部向两侧双向展开；对各除首采条带外的其余条带进行充填，形成充填体；对首采条带进行充填。

3、可选地，首采条带位于目标采区的中部区域。

4、可选地，首采条带沿矿体走向回采至该条带走向方向的中部位置即停止回采，利用已回采形成的采空区空间作为作业场地，沿矿体倾向掘进形成枢纽通道。

5、可选地，首采条带沿走向方向剩余的未采矿体，在除首采条带外的其余条带全部回采并充填完毕后，作为最后回采条带进行回采，回采完毕后随即对该采空区进行充填。

6、可选地，目标采区内的除首采条带外的条带按一步骤条带和二步骤条带间隔划分；先回采一步骤条带并进行充填体充填，待一步骤条带的充填体养护达到预设强度后，再回采相邻的二步骤条带。

7、可选地，一步骤条带与首采条带间隔设置。

8、可选地，一步骤条带的充填体的强度大于二步骤条带的充填体的强度。

9、可选地，一步骤条带的充填体的灰砂比为1:6~1:8；二步骤条带的下部采用灰砂比为1:25~1:30的充填料充填，上部采用灰砂比为1:4~1:6的充填料进行铺面充填。

10、可选地，目标采区内的地下矿体在竖向上划分为下层矿体、中层矿体和上层矿体；同一目标采区内不同水平条带的回采遵循先下后上的顺序，即先回采下层矿体并进行充填养护，待充填体达到预设强度后，再依次回采中层矿体和上层矿体。

11、可选地，采准工程布置于地下矿体脉内。

12、如上所述，本发明的一种缓倾斜矿体脉内采准水平条带分层充填采矿方法，至少具有以下有益效果：通过在首采条带中部构建沿倾向延伸的枢纽通道，并将其作为其余所有条带回采的唯一入口，彻底消除了传统方法中因分支斜坡道连接而产生的端部三角矿损，仅保留首采条带本身必要的几何损失，大幅提高了矿石回采率，尤其对高价值矿体具有显著经济意义。同时，枢纽通道将原长走向采场自然分割为两个充填单元，使充填料浆在缓倾斜条件下的自流距离减半，显著改善了料浆流动性与铺展均匀性，有效解决了长距离充填接顶难题，提升了充填体接顶率与采场整体稳定性。

1.一种缓倾斜矿体脉内采准水平条带分层充填采矿方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的缓倾斜矿体脉内采准水平条带分层充填采矿方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的缓倾斜矿体脉内采准水平条带分层充填采矿方法，其特征在于：所述首采条带沿矿体走向回采至该条带走向方向的中部位置即停止回采，利用已回采形成的采空区空间作为作业场地，沿矿体倾向掘进形成所述枢纽通道。

4.根据权利要求3所述的缓倾斜矿体脉内采准水平条带分层充填采矿方法，其特征在于：所述首采条带沿走向方向剩余的未采矿体，在除所述首采条带外的其余条带全部回采并充填完毕后，作为最后回采条带进行回采，回采完毕后随即对该采空区进行充填。

5.根据权利要求1所述的缓倾斜矿体脉内采准水平条带分层充填采矿方法，其特征在于：所述目标采区内的除首采条带外的条带按一步骤条带和二步骤条带间隔划分；

6.根据权利要求5所述的缓倾斜矿体脉内采准水平条带分层充填采矿方法，其特征在于：所述一步骤条带与所述首采条带间隔设置。

7.根据权利要求5所述的缓倾斜矿体脉内采准水平条带分层充填采矿方法，其特征在于：所述一步骤条带的充填体的强度大于所述二步骤条带的充填体的强度。

8.根据权利要求7所述的缓倾斜矿体脉内采准水平条带分层充填采矿方法，其特征在于：所述一步骤条带的充填体的灰砂比为1:6~1:8；

9.根据权利要求1所述的缓倾斜矿体脉内采准水平条带分层充填采矿方法，其特征在于：所述目标采区内的地下矿体在竖向上划分为下层矿体、中层矿体和上层矿体；

10.根据权利要求1所述的缓倾斜矿体脉内采准水平条带分层充填采矿方法，其特征在于：所述采准工程布置于地下矿体脉内。