一種不留頂?shù)字A(yù)置空間充填采礦法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種不留頂?shù)字A(yù)置空間充填采礦法，充分利用頂?shù)装搴蛧鷰r的自承能力，在采場允許暴露面積范圍內(nèi)，采用預(yù)先留置空間的充填方式來充填采空區(qū)，在采場回采完畢后立即回收底部結(jié)構(gòu)，并采用高強(qiáng)度混凝土充填料充填底板區(qū)域，作為下一中段礦體開采的人工頂柱，采用廢石膠結(jié)充填料充填采空區(qū)，并依據(jù)采空區(qū)形態(tài)和圍巖穩(wěn)固性的實(shí)際情況，決定充填高度和充填體積，預(yù)置空間，采空區(qū)均為不完全接頂充填。本發(fā)明特別適用于充填原料缺乏或供應(yīng)不足條件下采用充填采礦法的地下礦開采，具有作業(yè)安全、生產(chǎn)效率高、礦石損失率低和采礦成本低等特點(diǎn)。
【專利說明】一種不留頂?shù)字A(yù)置空間充填采礦法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地下礦充填采礦法，特別是涉及一種不留頂?shù)字A(yù)置空間充填采礦法，適用于地下礦山充填原料缺乏，或供給不充足，且礦體頂?shù)装寰鶠檩^穩(wěn)固的傾斜或急傾斜礦體的開采。
【背景技術(shù)】
[0002]充填采礦法可有效解決地下礦山采空區(qū)處理和地壓管理等難題，為礦山安全開采提供了保障，但同時(shí)也給礦體開采帶來了充填系統(tǒng)建設(shè)投資高、充填工藝復(fù)雜、采礦成本過高等缺點(diǎn)，降低了礦山的經(jīng)濟(jì)效益，尤其是部分礦山面臨充填原材料缺乏，導(dǎo)致充填工作滯后或停止，因而無法及時(shí)的充填采空區(qū)，既影響了臨近礦體的順利開采，也給礦山的安全生產(chǎn)留下了重大安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在礦山充填原料缺乏或供應(yīng)不充足時(shí)具有作業(yè)安全、生產(chǎn)效率高、礦石損失率低和采礦成本低的不留頂?shù)字A(yù)置空間充填采礦法。
[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明采用的一種不留頂?shù)字A(yù)置空間充填采礦法，充分利用頂?shù)装搴蛧鷰r的自承能力，在采場允許暴露面積范圍內(nèi)，采用預(yù)先留置空間的充填方式來充填采空區(qū)，其特征是:在采場回采完畢后立即回收底部結(jié)構(gòu)，并采用高強(qiáng)度混凝土充填料充填底板區(qū)域，作為下一中段礦體開采的人工頂柱，采用廢石膠結(jié)充填料充填采空區(qū)，并依據(jù)采空區(qū)形態(tài)和圍巖穩(wěn)固性的實(shí)際情況，決定充填高度和充填體積，預(yù)置空間，采空區(qū)均為不完全接頂充填。
[0005]在采場一側(cè)鉆鑿切割天井，以切割天井為自由面爆破形成切割槽，作為大規(guī)?；夭傻淖杂擅妫谥卸蔚撞繀^(qū)域開鑿受礦塹溝，礦房中部掘進(jìn)鑿巖巷道，鑿巖設(shè)備鉆鑿平行深孔，爆破時(shí)，上分段需超前下分段兩至三排炮孔崩礦；崩落的礦石堆積于塹溝內(nèi)，由鏟運(yùn)機(jī)集中出礦；不留頂?shù)字?，采場回采完畢后立即回收底部結(jié)構(gòu)區(qū)域礦石，并以高強(qiáng)度的混凝土充填料充填底板區(qū)域，礦房區(qū)域則采用廢石膠結(jié)充填料充填；充填作業(yè)采用鏟運(yùn)機(jī)直接將充填料倒入采空區(qū)。
[0006]上下中段礦房交錯(cuò)布置。
[0007]根據(jù)圍巖及頂?shù)装宸€(wěn)固性確定采場結(jié)構(gòu)參數(shù)、充填料配比、充填高度和充填料總方量，并預(yù)置空間；在圍巖條件好且允許暴露面積大時(shí)選用較低強(qiáng)度充填料，并適當(dāng)降低充填高度和減少充填料方量；反之，則選用較高強(qiáng)度充填料，并提高充填高度和增大充填料方量。
[0008]采用上述技術(shù)方案的不留頂?shù)字A(yù)置空間充填采礦法，充分利用頂?shù)装搴蛧鷰r的自支承能力，在采場允許暴露面積范圍內(nèi)，采用預(yù)先留置空間的充填方式來充填采空區(qū)，通過上下中段礦房交錯(cuò)布置，減小不同中段同時(shí)回采時(shí)礦房之間的相互擾動(dòng)，從而避免出現(xiàn)應(yīng)力集中對(duì)巖層的破壞；不留頂?shù)字?，礦房回采完畢后立即回收底部結(jié)構(gòu)區(qū)域的礦體，并以高強(qiáng)度混凝土充填料充填底部結(jié)構(gòu)區(qū)域，作為下一中段礦體開采的人工頂柱；采用廢石膠結(jié)充填料充填采空區(qū)，并依據(jù)采空區(qū)形態(tài)和圍巖穩(wěn)固性的實(shí)際情況，決定充填高度和充填體積，預(yù)置空間，采空區(qū)均為不完全接頂充填。既保證了采空區(qū)的穩(wěn)定性，又減少了充填料體積總量。
[0009]根據(jù)圍巖及頂?shù)装宸€(wěn)固性確定采場結(jié)構(gòu)參數(shù)、充填料配比、充填體積；在圍巖條件好且允許暴露面積大時(shí)可選用較低強(qiáng)度的廢石膠結(jié)充填料，并可適當(dāng)降低充填高度；反之，則選用較高強(qiáng)度的廢石膠結(jié)充填料，并提高充填高度。
[0010]本發(fā)明的有益效果是，解決了充填原料缺乏或供應(yīng)不足條件下采用充填采礦法處理采空區(qū)的難題，對(duì)地壓進(jìn)行了有效管理，并降低了充填成本，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高；礦房交錯(cuò)布置，減小了不同中段同時(shí)回采時(shí)采區(qū)之間的相互影響，減少了應(yīng)力集中對(duì)巖層的破壞；不留頂?shù)字档土说V石損失率，提高了經(jīng)濟(jì)效益；底部結(jié)構(gòu)區(qū)域高強(qiáng)度混凝土充填料保證了人工假頂具有足夠的強(qiáng)度，有利于工人在人工假頂下的作業(yè)安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是不留頂?shù)字A(yù)置空間充填采礦方法設(shè)計(jì)主視圖即沿圖2中1-1線剖示圖。
[0012]圖2是沿圖1中I1-1I線剖面圖。
[0013]圖3是沿圖1中II1-1II線剖面圖。
[0014]圖4是沿圖1中IV -1V線剖面圖。
[0015]圖中:1.穿脈巷道，2.分段鑿巖巷道，3.出礦川巷道，4.受礦巷道，5.炮孔，6.切割天井，7.充填聯(lián)絡(luò)道，8.高強(qiáng)度混凝土充填料，9.充填體，10.PVC排水管，11.水平沿脈巷道，12.充填擋墻，13.斜坡道，14.中段運(yùn)輸巷道，15.塹溝，16.圍巖，17.崩落礦石。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0017]參見圖1、圖2、圖3和圖4，在礦體下盤圍巖中掘進(jìn)水平沿脈巷道11，并掘進(jìn)穿脈巷道I連通采場和水平沿脈巷道，構(gòu)成采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)。采場劃分時(shí)，將上下中段采場交錯(cuò)布置。沿采場一側(cè)鉆鑿切割天井6，并以切割天井6為爆破自由面形成切割槽，并作為大規(guī)模回采的爆破自由面。在中段下盤圍巖中掘出礦川巷道3，并在中段底部區(qū)域開挖受礦塹溝15，完成中段出礦的底部結(jié)構(gòu)工程；從穿脈巷道I進(jìn)入礦體內(nèi)，掘進(jìn)分段鑿巖巷道2 ;鑿巖設(shè)備在分段鑿巖巷道2內(nèi)鉆鑿平行深孔作炮孔5，并依次進(jìn)行裝藥、聯(lián)線、爆破作業(yè)，根據(jù)生成能力要求和爆破補(bǔ)償空間，確定每次爆破的排數(shù)。爆破時(shí)，上分段需超前下分段兩至三排炮孔崩礦；崩落的礦石堆積于塹溝內(nèi)，由鏟運(yùn)機(jī)集中出礦。各中段的礦石依此經(jīng)中段運(yùn)輸巷道14、斜坡道13運(yùn)出地表。采場回采完畢后立即回收底部結(jié)構(gòu)區(qū)域礦石，并以高強(qiáng)度的混凝土充填料8充填底板區(qū)域，為下一中段礦體的開采形成人工頂柱，礦房區(qū)域則采用廢石膠結(jié)充填，形成充填體9 ;充填作業(yè)采用鏟運(yùn)機(jī)經(jīng)過充填聯(lián)絡(luò)道7直接將充填料倒入采空區(qū)；依據(jù)采空區(qū)形態(tài)和圍巖穩(wěn)固性的實(shí)際情況，決定充填高度和充填體積，采空區(qū)均為不完全接頂充填；根據(jù)圍巖及頂?shù)装宸€(wěn)固性確定采場結(jié)構(gòu)參數(shù)、充填料配比、充填高度和充填料總方量，并預(yù)置空間；在圍巖條件好且允許暴露面積大時(shí)選用較低強(qiáng)度充填料，并適當(dāng)降低充填高度和減少充填料方量；反之，則選用較高強(qiáng)度充填料，并提高充填高度和增大充填料方量。采場進(jìn)行充填前，預(yù)先砌筑充填擋墻12，并預(yù)埋PVC排水管10，將積水排至各中段水倉?；夭蛇^程中，需加強(qiáng)通風(fēng)管理，風(fēng)流路線為:中段運(yùn)輸巷道14—出礦川巷道3—采場一上一中段運(yùn)輸巷道，部分采場通風(fēng)采用局扇+風(fēng)筒的方式，將新鮮風(fēng)流壓入工作面。
[0018]回采過程中，根據(jù)礦體和上下盤圍巖的地質(zhì)條件采用合適的支護(hù)方式，并加強(qiáng)對(duì)充填體強(qiáng)度的監(jiān)測。
【權(quán)利要求】
1.一種不留頂?shù)字A(yù)置空間充填采礦法，充分利用頂?shù)装搴蛧鷰r的自承能力，在采場允許暴露面積范圍內(nèi)，采用預(yù)先留置空間的充填方式來充填采空區(qū)，其特征是:在采場回采完畢后立即回收底部結(jié)構(gòu)，并采用高強(qiáng)度混凝土充填料充填底板區(qū)域，作為下一中段礦體開采的人工頂柱，采用廢石膠結(jié)充填料充填采空區(qū)，并依據(jù)采空區(qū)形態(tài)和圍巖穩(wěn)固性的實(shí)際情況，決定充填高度和充填體積，預(yù)置空間，采空區(qū)均為不完全接頂充填。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的不留頂?shù)字A(yù)置空間充填采礦法，其特征是:在采場一側(cè)鉆鑿切割天井，以切割天井為自由面爆破形成切割槽，作為大規(guī)模回采的自由面，在中段底部區(qū)域開鑿受礦塹溝，礦房中部掘進(jìn)鑿巖巷道，鑿巖設(shè)備鉆鑿平行深孔，爆破時(shí)，上分段需超前下分段兩至三排炮孔崩礦；崩落的礦石堆積于塹溝內(nèi)，由鏟運(yùn)機(jī)集中出礦；不留頂?shù)字?，采場回采完畢后立即回收底部結(jié)構(gòu)區(qū)域礦石，并以高強(qiáng)度的混凝土充填料充填底板區(qū)域，礦房區(qū)域則采用廢石膠結(jié)充填料充填；充填作業(yè)采用鏟運(yùn)機(jī)直接將充填料倒入采空區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利I或2所述的不留頂?shù)字A(yù)置空間充填采礦法，其特征是:上下中段礦房交錯(cuò)布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的不留頂?shù)字A(yù)置空間充填采礦法，其特征是:根據(jù)圍巖及頂?shù)装宸€(wěn)固性確定采場結(jié)構(gòu)參數(shù)、充填料配比、充填高度和充填料總方量，并預(yù)置空間；在圍巖條件好且允許暴露面積大時(shí)選用較低強(qiáng)度充填料，并適當(dāng)降低充填高度和減少充填料方量；反之，則選用較高強(qiáng)度充填料，并提高充填高度和增大充填料方量。
【文檔編號(hào)】E21C41/18GK103437768SQ201310406271
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】周科平, 李杰林, 李斌, 鄧紅衛(wèi), 胡建華, 楊念哥, 高峰 申請(qǐng)人:中南大學(xué)