深部金属矿开采方法

代表性成果七：基于采动地压响应与矿体形态的采场结构设计方法 1、“门拱式”采场结构的空场嗣后充填采矿法 针对传统基于“敞开式顶板+堑沟/鱼刺状底部出矿”结构的阶段空场嗣后充 填采矿法存在采准工程复杂、作业安全性差、地压控制难度大等问题，提出了基 于“门拱式”采场结构的空场嗣后充填采矿法（图43）。该方法将采准工程简化 为仅含凿岩与出矿两条巷道，形成了“巷道凿岩-下向扇形深孔梯段爆破-平底结 构连续出矿”的立体化高效作业流程，避免了人在大跨度硐室作业和充填体掘巷。 其核心创新在于采用“门拱式”结构简化采准作业流程，显著改善采场应力分布， 利用预控顶技术有效控制顶板稳定性，从而大幅提升作业安全性与地压防控能力。 阿舍勒铜矿现场实践表明，采用锚索+锚杆的预控顶技术可以有效控制采场顶板 稳定性，该方法可降低采准工程量50%以上，在保障安全的同时显著提高了生产 效率。授权专利：基于扇形孔爆力 -重力协同集矿的平底结构采矿方法 （CN120331775B）；一种预裂炮孔与下向扇形炮孔组合爆破的采场落矿方法 （CN119554028B）；基于支护和下向扇形爆破的采矿方法及装置、介质、设备 （CN118564249B）。

2、长矿房连续干式充填采矿法 针对深部开拓采准工程废石处理难题，实验室创新提出了适用于深部高强度 开采的长矿房连续干式充填采矿法（图44），该方法以分段空场采矿工艺为基础， 通过构建“分段开拓‑脉内采准‑预控顶‑中深孔后退式爆破落矿‑连续出矿‑同步干 式充填”一体化回采体系，实现了深部金属矿安全、高效、低耗开采。其创新核 心在于采用集约化采准布置，取消全部脉外工程，仅保留下部出矿巷与上部凿岩 通风充填巷两条核心巷道，大幅降低采切工程量；回采过程中通过上部充填巷将 废石连续倒入采空区，实现“采充同步”作业；通过控制充填作业面与回采工作 面的距离，实现采场地压的有效控制；在矿房两端采用废石-水泥砂浆混合充填 形成隔离墙，保障相邻采场安全回采，实现了无间柱连续回采。青龙沟金矿北矿 段M3矿体的工业实践表明，该方法显著提升综合效益，生产能力提高，矿石损 失率与贫化率分别降至9.6%和7.5%，采矿成本控制在47.3元/吨，采切比降至89.5 立方米/千吨，具有重要推广价值。授权专利：一种基于连续干式充填采矿法的人 工顶柱构筑方法（CN118622269A）。

3、高进路台阶式连续回采嗣后充填采矿法 针对传统进路/分层充填采矿存在开采效率低、工程量大、投入成本高等问 题，实验室研发了高进路台阶式连续回采嗣后充填采矿法（图45）。该方法以“三 分层正台阶合采”为核心进行了系统性创新。该方法通过先回采并预支护上分层， 再以侧向崩矿方式连续回采下两层，形成较大采空区后再一次集中充填，从而将 单分层回采转变为多分层协同作业。该方法使矿房结构参数由一个分层矿房断面 尺寸变更为上下相邻三个分层矿房断面尺寸，增大了采场生产能力，节约了支护 成本；人在支护好的顶板下作业，安全性好。与传统单分层采矿比，采场生产能 力提高了2倍，采矿人工成本降低30%，支护成本降低40%。为进一步提高该方法 的适应性，团队还研发了适用于薄矿脉的预控顶高进路充填采矿法（图46）。