矿山采矿工艺及开采技术

致力于金属非金属矿连续高效采矿技术的研究与应用实践。经过长期理论研究、技术积累与现场实践，将机械化、自动化设备与采矿方法创新有机结合，发展了自然崩落法、无底柱分段崩落法、大直径深孔阶段嗣后充填法等高效采矿方法，形成了单步骤连续开采技术、厚大矿体组合式多中段无矿柱连续开采技术、下向分段充填连续采矿技术、机械破岩连续开采技术、深井卸荷开采技术等专利技术以及矿山全生命周期开采整体规划特色服务，为实现矿山安全高效开采、绿色开采、无人开采提供技术支撑，引领着我国采矿技术发展与变革。目前已承担百余项国家课题，为国内外数百家企业解决了采矿技术难题。

大规模高效采矿技术

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高阶段大直径深孔/束状深孔侧向崩矿采矿技术

阶段高度60~120m，炮孔直径165mm，布置成平行垂直深孔或者束状孔。采用VCR法自拉槽，侧向崩矿，采场生产能力1000~1500t/d。与常规阶段大直径深孔侧向崩矿相比，采准工程量减少，生产能力更大。

高阶段大直径深孔/束状深孔侧向崩矿采矿技术



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束状孔当量球形药包下向高分层落矿采矿技术
束状孔由几个相同直径均匀布置的单个炮孔组成，等效于一个更大直径炮孔。凿岩水平布置成巷道形式，留有连续矿柱，安全性高。下向高分层爆破，完全避免了切割井、拉槽等低效率辅助工程。爆破分层高度可达7.5m，而传统VCR法分层高度只有3~3.5m。底部结构可以全面出矿，供矿能力强。采场生产能力1500～1800t/d。

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单步骤阶段空场连续崩落开采技术
先用空场法形成补偿空间，间柱、顶柱大规模一次崩落，一次崩落矿量可达10～30万t。采用空场法可回收矿块单元1/3的纯矿石，间柱、顶柱崩落后覆岩下放矿。本方案兼有空场采矿法的高效率、高强度、低成本特点，又有崩落采矿法无矿柱和空区处理的后续作业的优点。不留矿柱、没有空区，形成“矿石工厂”，生产能力2000～2200t/d。


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大规模原地碎裂诱导崩落开采技术
针对破坏严重，无法布置采准工程，常规开采技术方案无法回收的矿体，采用大直径束状孔超挤压爆破致裂，炮孔一次爆破，形成原地爆破碎裂带。在矿块底部逐步拉底，诱导上部矿石崩落，底部出矿。
该技术适用于多空区和高应力等致灾环境下的大型厚大矿体开采，采用可适应不规则空区变抵抗线的大直径下向集束深孔爆破技术，避免多次爆破导致回采环境恶化，实现多空区、高应力环境下高阶段区域整体崩落。

应用案例：该技术应用于华锡铜坑矿细脉带特大事故隐患区治理，一次性爆破装药150t，崩落矿量77万t，为国内最大规模的井下大直径深孔爆破。爆破后，消除空区地压隐患，消除了火区燃烧源。

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分条连续充填开采技术


底部堑沟结构遥控铲运机高效出矿，结合矿体中厚的特点充分发挥低配比充填体自立性，采场不留设倾向间柱，优化并减少走向间柱留设。回采时采场一侧为原岩，一侧为充填体，合理划分盘区，实现了中深孔空场嗣后充填无间柱连续开采。



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厚大矿体阶段间无矿柱连续开采技术

厚大矿体组合式多中段分期连续开采，分期之间自上而下建设，每期内采场单元在阶段间自下而上开采；两期间的一步骤/二步骤采场单元竖向交错布置，同时研究应用充填体隔离层替代原岩水平矿柱；完成上一期一步骤采场回采后随即开采下一期一步骤采场，两期之间有序衔接；以充填体隔离层为直接顶板，利用两侧一步骤采场的连续充填体条件，形成了充填体顶板下二步骤采场大直径深孔阶段采矿技术和无水平矿柱条件下采场阶段间工程结构及回采工艺衔接技术。


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下向分段充填连续开采技术

分段间无顶底柱下向连续开采，通过采场整体倒三角下降的回采顺序，相邻采场间交错布置，提高深部开采应力环境的安全性；在矿体稳固性较差的条件下，减少单个采场原岩暴露尺寸，优化并增大采场结构参数，充填体作为采场直接顶板，应用下向深孔集中强化开采，形成下向分段充填连续开采技术。


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地下矿山机械连续开采技术

机械连续开采技术使矿山生产过程在时间空间上真正实现连续化，是解决极破碎难采矿体和深部资源采掘技术难题的重要研究方向。

以实现矿山生产全工艺流程在时间空间上真正的连续化，建设高效大规模的“矿石工厂”为目标，率先研究开发在同一空间平行作业的机械破岩连续采矿技术，形成硬岩可截割性、可掘性评价体系，发挥机械破岩诱导卸荷、微扰动快速开挖、连续落矿的优势，形成机械破岩连续开采理论基础，研究提出基于机械落矿的采切、落矿、出矿、充填等多工序高效协作采矿方法，突破地下金属非金属矿山短流程、低扰动卸荷连续开采技术。


深部金属矿全生命周期开采整体规划

适用于深部高应力环境下矿体开采，紧密围绕“高应力环境”与“资源开发价值”两个核心要素开展整体规划，从源头上控制岩爆发生震级、频次和比率，打造全生命周期的深部采矿新模式。

该技术通过开展战略与战术层面规划，将深部岩体高应力环境及其随开采过程的演变规律作为约束条件，以实现矿山资源开发投资价值为目标，实现了深部金属矿山以资源开发价值最大化为目标的全生命周期安全开采动态优化。

项目依托：十三五重点研发计划《深部金属矿协同开采理论与技术》（2016YFC0600709）