[发明专利]采空区的V型切槽顶板闭合方法

说明书

技术领域

本发明涉及对急倾斜薄脉采空区的处理方法，特别涉及一种采空区的V型切槽顶板闭合方法。

背景技术

采空区是由人为开采或者天然溶洞疏干在地表下面形成的“空洞”，采空区的存在引起顶板应力过度集中，使得矿山的安全生产面临很大的安全隐患，可能导致顶板突然冒落或地表突然沉陷，从而导致伤害事故。

过去一般应用削壁充填法或废石充填法处理急倾斜薄脉采空区，这两种方法处理采空区的费用仍然需要20～50元/m³。为了降低采空区处理费用，确保多中段开采后嗣后简便地集中处理急倾斜薄脉采空区，特提出了V型切槽顶板闭合法。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种采空区的V型切槽顶板闭合方法，使采空区上盘向“V型”切槽口下滑并向下盘翻转，导致上部采空区闭合或形成自然平衡的闭合拱，从而消除上部开采形成的采空区；并借助切槽和掘进切槽施工巷道产生的废石就地充填到切槽口下一中段开采形成的采空区，从而也消除了切槽口下一中段开采形成的采空区。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

采空区的V型切槽顶板闭合方法，从上向下开采时，每隔2～3个中段就在采空区2的上盘沿采空区2的走向实施“V型”爆破切槽3，引起采空区2的上盘向“V型”爆破切槽3的切槽口发生下滑并向下盘翻转，导致“V型”爆破切槽3上部采空区闭合或形成自然平衡的闭合拱，从而消除“V型”爆破切槽3上部的采空区。

在实施“V型”爆破切槽3的中段，先沿采空区2的走向掘进水平施工巷道1，从水平施工巷道1向采空区2实施“V型”爆破切槽3。

所述水平施工巷道1与采空区2边界的水平距离为10～30m，最好为20m。

所述“V型”爆破切槽3包括第一切槽钻孔31和第二切槽钻孔32，第一切槽钻孔31的一端指向采空区2，第二切槽钻孔32的一端也指向采空区2，第二切槽钻孔32的另一端与第一切槽钻孔31的另一端交接于水平施工巷道1，其中第一切槽钻孔31平行于水平面，第二切槽钻孔32和第一切槽钻孔31的夹角为45°。而且，所述“V型”爆破切槽3还包括第三切槽钻孔33，第三切槽钻孔33的一端指向采空区2，另一端与第一切槽钻孔31和第二切槽钻孔32交接于水平施工巷道1，第三切槽钻孔33与第一切槽钻孔31的夹角，第三切槽钻孔33与第二切槽钻孔32的夹角，都为22.5°。第一切槽钻孔31、第二切槽钻孔32和第三切槽钻孔33的钻孔底到采空区2边界的距离都为2-3m，3个钻孔组成的扇形断面垂直于水平施工巷道1的走向。

将实施“V型”爆破切槽3和掘进水平施工巷道1产生的废石就地充填到切槽口的下一个中段开采形成的采空区。

为了便于将掘进水平施工巷道1产生的废石就地充填到切槽口的下一个中段开采形成的采空区，沿水平施工巷道1的走向每间隔40m左右，垂直水平施工巷道1的走向向采空区2掘进断面为2m×2m左右的川脉联通采空区2。水平施工巷道1的断面尺寸由“V型”切槽采用的深孔凿岩的机械尺寸决定，一般约为2.5m×3m，其中断面高为3m。

本发明与现有技术相比，具有的优点是：

1)该采空区处理新方法施工成本低。处理约20～30万m³的采空区，施工费用不超过170万元。

2)应用该采空区处理新方法，施工速度快、操作简便、施工安全；而且采空区处理彻底，不仅引起“V型”切槽口上部的采空区闭合或形成自然平衡的闭合拱，而且充填处理了“V型”切槽口下部的采空区。

附图说明

图1是实施例一的结构及受力分析示意图，箭头表示岩体可能的运动方向，其中采空区的倾角在深部发生倒转。

图2是实施例二的结构及受力分析示意图，箭头表示岩体可能的运动方向，其中采空区的倾角在深部不发生倒转。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例一

如图1所示，采空区2的倾角在深部发生倒转，从上向下开采时，每隔2～3个中段就在采空区2的上盘沿其走向掘进水平施工巷道1，从水平施工巷道1向采空区2实施“V型”爆破切槽3，水平施工巷道1与采空区2边界的最佳水平距离为20m，其断面尺寸由“V型”切槽采用的深孔凿岩机具确定。为了便于掘进排废石，沿采空区2走向每间隔40m左右，从水平施工巷道1向采空区2开凿一条2.0m×2.0m的联络川脉，在采空区2的两端分别按深孔凿岩机具的施工要求各开凿一条联络川脉。