本發明涉及采礦方法，具體涉及一種預支護條件下的交錯式采礦方法及其應用。

背景技術：

1、隨著采礦行業的不斷向前發展，諸多礦山面臨著歷史遺留的難題，由于礦山的無序開采、無長遠規劃設計、無針對性難題攻關、秉持著哪里礦富先采哪里，周邊礦體后續再考慮的思想，井下隨意回采破壞了整體的應力環境。在動力擾動作用下已回采形成的空區容易發生大面積塌落，在強擾動帶動下，前期預留的礦柱也難以承載巨大壓力也隨之斷裂，容易造成井下出現大的地壓活動，同時也造成井下出現了大量跨落的區域，給周邊礦體回采造成了巨大的困難，也造成大部分老礦山井下開采技術條件極其復雜，井下損失資源不可計數，對礦山資源造成了極大的浪費。

2、目前，大部分礦山在散體旁邊回采礦體時，一般會留設一定寬度的礦柱作為保護礦柱，而該方式又造成了礦石的損失；現有技術公開了一種改進式散體下厚大破碎頂底柱進路回采方法，將殘留的礦柱垂直走向劃分為若干礦塊，并在礦塊間留有間柱和弧頂礦柱以控制進路頂板；采用進路法回采頂底柱，進路采用后退式逐一開采的方式回采，已采進路采用膠結充填體接頂充填，充當下一條進路回采時的護頂礦柱，與進路另一側的礦體共同支撐頂板。該方法雖然重新將留設的殘柱進行回采，但是仍然無法將礦柱完全回采出去，還增加了采礦工藝流程和成本，降低了采礦收益率。

3、現有部分礦山采用全注漿方式，對垮落散體用低強度低濃度的充填體進行大面積澆灌，但由于不清楚垮落的區域范圍、垮落情況，容易造成充填體進入井下后無序亂流，局部區域出現充填體大面積跑漿的現象，給井下安全造成較大風險，而垮落區域卻沒有形成有效的膠結組合體，仍然威脅著垮落散體周圍正常礦體回采的安全性。

技術實現思路

1、鑒于背景技術中存在的技術問題，本技術提供了一種預支護條件下的交錯式采礦方法及其應用，旨在解決現有礦山垮落散體旁礦體存在回采困難，安全性差、回采率低的技術問題。

2、第一方面，本技術提供了一種預支護條件下的交錯式采礦方法，包括以下步驟：

3、s1、將待開采礦體在高度方向上劃分為若干中段，沿礦體走向劃分為若干分區，所述中段以所述分區為單位按步驟進行開采；將所述中段繼續在高度方向上平均劃分為若干小分段；并進行采準工程布置，包括中段脈外巷道與小分段脈外巷道；

4、s2、由所述中段脈外巷道和小分段脈外巷道分別向礦體掘進各分區的穿脈巷道，直至掘進至暴露出垮落散體附近，再距所述垮落散體一定距離沿礦體走向掘進若干沿脈巷道；并對所述沿脈巷道的全斷面進行支護，同時采用高強注漿錨索由所述沿脈巷道向著垮落散體方向進行支護，利用高強注漿錨索向所述垮落散體中注漿；

5、s3、在任意分區內以所述中段的中心位置沿礦體走向掘進第一鑿巖巷道，所述第一鑿巖巷道垂直于所述穿脈巷道設置且與其相通；所述中段以所述第一鑿巖巷道劃分為上回采單元與下回采單元；所述上回采單元為類倒三角結構，所述下回采單元為類正三角結構；所述上回采單元與下回采單元以上下交錯式分布的菱形采場結構進行回采，且在任意菱形采場結構回采結束后即可進行高強度充填，形成菱形支撐空間；

6、s4、回采時，優先進行上回采單元的回采，所述上回采單元全部回采并充填完成后，在所述中段的上部形成類倒三角結構的斜撐；再進行下回采單元的回采及充填，回采充填結束后形成類正三角結構的支撐，與所述類倒三角結構的斜撐形成完整組合體，至此該中段的礦體回采結束；再采用相同的方法進行下一中段的回采，直至完成整個待開采礦體的回采。

7、優選的，在步驟s4中，所述上回采單元與所述下回采單元回采時，以所述菱形采場結構為單位自下而上交錯式回采。在步驟s3中，所述上回采單元與下回采單元以菱形采場結構進行回采前，先沿礦體走向掘進鑿巖巷道與受礦巷道，所述鑿巖巷道與受礦巷道均垂直于所述穿脈巷道設置且與其相通；所述受礦巷道設于所述菱形采場結構的底部，所述鑿巖巷道設于所述菱形采場結構靠近垮落散體的邊部。

8、優選的，所述菱形采場結構回采時，由鑿巖巷道壁向所述鑿巖巷道的前方礦體四周內施工爆破扇形孔；爆破時，位于所述菱形采場結構底部的受礦巷道進行受礦，并通過所述穿脈巷道出礦至小分段脈外巷道或中段脈外巷道。所述菱形采場結構充填時，設置鑿巖巷道的充填擋墻，以使爆破后的鑿巖巷道可作為上部交錯式分布的相鄰菱形采場結構回采時的受礦巷道繼續使用。

9、優選的，所述小分段的數量為偶數個，所述第一鑿巖巷道位于相鄰兩個小分段之間，所述第一鑿巖巷道可作為所述上回采單元中第一個回采的菱形采場結構的鑿巖巷道使用。所述菱形采場結構由分別位于相鄰兩小分段中的上、下三角形結構回采區域構成，所述菱形采場結構的回采高度為兩個小分段的高度；所述鑿巖巷道與受礦巷道均設于相鄰兩小分段之間。

10、優選的，在所述上回采單元的上邊界或所述下回采單元的下邊界回采時，若無法形成完整的菱形采場結構，則以三角形采場結構進行回采，或保留至下一中段構成菱形采場結構后再進行回采。

11、針對中段上下邊界處的剩余礦體，可靈活處理，在以三角形采場結構回采時，僅在三角形采場結構得底部掘進巷道，作為鑿巖巷道與受礦巷道使用，即以該巷道向上鑿爆破上向扇形孔，并進行爆破出礦。

12、優選的，在步驟s2中，對所述沿脈巷道的全斷面進行支護時，采用高強度工字鋼進行密集支護。

13、對沿脈巷道進行全斷面支護，有利于維護礦體旁垮落散體的穩定性，避免爆破開采時發生坍塌的問題。

14、第二方面，本技術提供了一種預支護條件下的交錯式采礦方法的應用，所述預支護條件下的交錯式采礦方法適用于垮落散體旁礦體的回采；該方法為垮落散體旁礦體的回采提供了新思路，提高了礦體回采的安全性，且不會造成礦石資源的浪費。

15、有益效果：

16、（1）本技術的技術方案中，先通過沿脈巷道對垮落散體進行定向的預支護和高強度注漿，使垮落散體形成一個膠結組合體，賦予其一定的自穩能力，為垮落散體旁礦體的回采創造了安全環境，且注漿液不會無序亂流，避免了大面積跑漿的問題。同時，通過對礦體中段內劃分上回采單元與下回采單元，并限定回采順序及以菱形采場結構回采并充填，先形成穩定的類倒三角結構，為上盤垮落散體提供了一個斜撐的作用，提高了下回采單元回采的安全性；且在下回采單元回采充填后，形成類正三角結構的支撐，與類倒三角結構的斜撐形成完整的支撐組合體，為下一中段的開采提供了安全空間。相對于現有技術中預留礦柱的開采方式，本技術的采礦方法回采率高、不會造成礦石的損失，解決了現有礦山垮落散體旁礦體存在回采困難，安全性差、回采率低的問題。

17、（2）本技術的采礦方法中，上回采單元與下回采單元以所述菱形采場結構為單位自下而上交錯式回采，在爆破后形菱形空間，即上下三角形結構，在一定程度上可以保持相對穩定；且填充后形成菱形支撐體，避免了對礦體整體穩定性的破壞，有利于后續采場的安全回采。

18、（3）區別于傳統的上向或下向爆破扇形孔的布置，本技術的爆破扇形孔朝向巷道的前方，且向四周分布，爆破效果更加穩定且對鑿巖巷道的破壞性小，鑿巖巷道僅作為鑿爆破扇形孔的巷道使用，可直接或經簡單修復后作為下一菱形采場結構的受礦巷道使用，減少了工程量，縮短了回采工程時間。

19、上述說明僅是本技術技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本技術的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本技術的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉本技術的具體實施方式。