（1）成果简介

我国金属非金属矿山破碎矿体占比较大，主要采用上向进路胶结充填采矿法、下向进路胶结充填采矿法等传统方法开采，存在采场结构参数小、生产能力低、人员劳动强度大、人员在矿岩体顶板下作业安全风险大、机械化程度低等问题，严重制约了矿山安全高效开采。下向分段充填采矿法是以“充填体顶板稳定性优于破碎矿岩顶板”为技术思想，建立了充填体顶板强度需求设计理论、充填体-岩体组合结构地压控制理论、破碎矿体全生命周期整体开采规划理论，研发了破碎矿岩稳定性评价与加固技术、充填料浆固结硬化及原位质量评价技术、采场结构参数设计与工艺设备匹配方法及破碎矿岩中深孔凿岩爆破工艺技术，形成了一整套理论、技术、工艺方法和技术标准体系，为破碎矿体安全高效开采提供了全新思路和解决方案。下向分段充填采矿法在阶段间或阶段内不留设顶底柱，分段采场内构筑大跨度充填体顶板，水平或竖向采场交错布置，显著提高了深部高应力/破碎矿体的开采能力，实现了回采方式变革，比传统进路充填采矿法提高3倍以上，作业安全性及机械化水平显著提高，回采作业面实现智能化运行，是高应力破碎矿体本质上实现智能采矿的工艺基础。

（2）主要性能指标及适用条件范围

与进路采场相比，回采采场跨度由3～5m提高至8～12m，采场高度由3～5m提高至10m以上；采场综合生产能力提高3～4倍，采矿直接生产成本降低30%；综合损失率小于8%，综合贫化率小于7%。下向分段充填采矿技术适用于中等以上厚度的破碎矿体。

（3）成果应用情况

近5年先后与5家矿山企业达成深度合作，成功落地科研攻关项目7项，该技术已在喀拉通克铜镍矿、三山岛金矿、武山铜矿、金川镍矿、毛坪铅锌矿等矿山进行了现场试验和技术验证，有效推动采矿工艺升级。同时，“下向分段充填采矿技术”入选国家矿山安全监察局矿山安全先进适用技术及装备推广目录。武山铜矿成功推广应用下向分段充填采矿法后，采场综合生产能力提高300%以上，吨矿采矿直接生产成本降低约30元/t，综合回采率大于93.5%。

（4）成果展示

图1 竖向交错下向分段充填采矿法   图2 水平交错下向分段充填采矿法

图3 中深孔爆破回采作业

图4 现场应用效果