[发明专利]主动接顶两步骤条带充填采矿法

说明书

技术领域

本发明涉及矿石采矿作业技术领域，特别地，涉及一种缓倾斜、倾斜薄矿脉采矿或者厚大矿体的主动接顶两步骤条带充填采矿法。

背景技术

缓倾斜极薄到薄矿体一般采用壁式崩落法，全面法，房柱法，壁式充填采矿法，分条充填法等进行开采。

壁式崩落法由于效率低，木材耗量大，安全条件差，已经很少被采用。全面法和房柱法由于需要留设大量的矿柱，并且矿柱回采条件极差，回采率低，矿产资源不能得到最大限度回收。壁式充填采矿法由于构筑充填挡墙复杂，充填成本高，管理复杂等，难以得到广泛的应用。

分条充填采矿法每个分条均要掘进一条切割巷道，掘进工程量大，生产效率低，成本高；二步骤回采爆破容易带下一步骤充填体，造成矿石贫化损失；充填接顶难，不能充分发挥充填体的承载作用，容易造成一步骤分条空区大面积悬顶、顶板离层破坏等，二步骤分条矿体受压增大，造成矿体损伤，顶板破坏，影响回采安全和资源回收利用率。现用充填方法，充填完成后，顶板下移后才被动的提供支撑力，充填体不能及时提供给顶板初撑力，造成顶板在充填后还继续发生严重损伤，影响后续回采过程的安全。进路式充填法一二步骤通风均采用局扇辅助通风，通风难度大，通风时间长，回采周期长，影响回采效率。

发明内容

本发明提供了一种主动接顶两步骤条带充填采矿法，以解决现有针对缓倾斜极薄到薄矿体的开采方法，木材耗费大或矿柱损失大，回采安全性差；充填接顶难，被动接顶造成的顶板损伤大，后续开采矿体受压增大，造成矿体损伤，影响回采安全和资源回收；进路式回采通风困难的技术问题。

本发明提供一种主动接顶两步骤条带充填采矿法，包括以下步骤：a、对采场采取盘区式划分，盘区内再划分分条；b、采取两步骤回采，先对一步骤分条进行回采，回采形成的空区划分为预留空间和充填空间；c、对充填空间进行充填，在充填过程中利用气囊进行卸压、加压、激振中的至少一种操作以促进胶结充填料浆流平，并利用气囊加压挤压充填体以完成主动接顶充填，提供顶板初撑力；d、拆除气囊形成处于相邻两一步骤分条之间的二步骤分条的爆破补偿空间或回采自由面和通风巷道；e、进行二步骤分条的回采出矿。

进一步地，所述步骤c的具体实施步骤为：预留空间与充填空间之间沿回采自由面长度方向每2m～10m安装一根用于铺设气囊的支柱；支柱安装完成后，将气囊铺设在预留空间侧，然后利用井下高压风或空压机对气囊进行充气，达到设计压力，即可开始充填准备工作。

进一步地，在充填空间两端架设临时快速充填挡墙并形成充填分条，采用胶结充填料浆对充填空间进行充填。

进一步地，充填过程中，首先气囊处于设计压力的40％～60％，同时充填胶结充填料浆；对气囊进行卸压、加压、激振中的至少一种操作以促使胶结充填料浆流平；胶结充填料浆每充填分条高度的1/10～1/5，对气囊进行卸压、加压、激振中的至少一种操作，一方面用以减少下料点布设数量，另一方面防止胶结充填料浆堆积而在分条内形成隔墙；最后当胶结充填料浆充满整个分条，气囊加压至设计压力，设计压力为0.1MPa～2MPa，气囊挤压充填体，充填体加压密实、主动接顶，并提供给顶板初撑力。

进一步地，充填空间灌满胶结充填料浆后，在胶结充填料浆终凝前，采用井下高压风或空压机向气囊内加压，使气囊体积膨胀向充填体施加一个侧向的挤压力，从而实现完全主动接顶充填，同时起到密实充填体和提高充填体强度性能的作用。

进一步地，充填空间的充填采用袋式充填与气囊相结合的方式进行充填，充填袋按照充填空间尺寸加工而成，充填袋由土工布、蛇皮袋或透水不透骨料的膜材加工而成，充填空间充填时，在充填空间内布置充填袋，充填袋挂设于支柱上，气囊设于充填袋的一侧或两侧；或者在预留空间布置气囊，充填空间直接进行充填，气囊表面喷刷脱模剂，以方便气囊脱模；在气囊靠近充填空间侧设置导水板，提高充填体泌水速度，缩短充填体凝结时间，提高充填体的早期强度。

进一步地，所述步骤d中的拆除气囊，具体为：当充填体养护达到设计强度要求，拆除临时快速充填挡墙，排空气囊，移除气囊，预留空间内的气囊移除后的预留巷道作为二步骤分条回采的爆破补偿空间或回采自由面和通风巷道。

进一步地，一步骤分条回采时，采用局扇辅助通风；二步骤分条回采时，移除气囊，进风巷道、预留空间与回风巷道形成回路通风。