[发明专利]深部缓倾斜矿体柔性卸压充填方法

说明书

一种深部缓倾斜矿体柔性卸压充填方法，包括以下步骤：1)计算矿区主应力大小及方向，进行盘区布置，计算满足采空区稳定的采矿参数和“田”字充填后的矿柱参数，对区域内矿体进行房柱法开采；2）在拟定的“田”字充填区域中心顶帮布置炮眼；3）充填拟定的“田”字充填区域的下部和中部；4）在顶帮炮眼内装药进行爆破，使“田”字充填区域顶帮与“田”字充填区域的上部接顶。本发明提供的方法能释放顶板压力，维持原生矿柱的完整性，增强采空区的稳定性，提高矿石回采率，提高矿山的经济效益。

技术领域

本发明涉及采矿和地下工程领域，具体涉及一种深部缓倾斜矿体柔性卸压充填方法。

背景技术

深部缓倾斜矿体开采是国内采矿界难题，由于深部缓倾斜矿体层顶板岩体结构完整，开挖矿层节理发育，矿层底板岩石硬度系数较小，致使开挖过程中顶板压力积聚，矿柱易发生劈裂、片帮、岩爆现象，底板地鼓。这些因素严重影响磷资源的有效利用，制约了矿山的发展。

目前深部缓倾斜矿体的开采方法主要为房柱法，该方法存在的问题有：（1）井下采空区来压快、采空区点柱在顶部来压下容易产生崩裂，甚至产生大面积冒顶乃至矿震的灾害现象；（2）缓倾斜充填堆砌废石流动性大，装载机或扒渣机等机械设备将废石堆不到采空区顶板，致使采空区接顶难；（3）矿区的回采率有待进一步提高。所以，如何提高矿房安全性和提高采矿经济效益成为亟需解决的关键问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种深部缓倾斜矿体柔性卸压充填方法，该方法在房柱法开采的基础上，提出一种柔性卸压充填方法，该方法能有效提高矿房安全性，增加矿区回采率，提高采矿经济效益。

一种深部缓倾斜矿体柔性卸压充填方法，包括以下步骤：

1) 计算矿区主应力大小及方向，进行盘区布置，计算满足采空区稳定的采矿参数和“田”字充填后的矿柱参数，对区域内矿体进行房柱法开采；

2）在拟定的“田”字充填区域中心顶帮布置炮眼；

3）充填拟定的 “田”字充填区域的下部和中部；

4）在顶帮炮眼内装药进行爆破，使“田”字充填区域顶帮与“田”字充填区域的上部接顶。

所述步骤中的“田”字充填具体是指在相邻的四个点柱之间及其周围，利用矸石进行充填围合成一个类似“田”字的整体，其中四个点柱分别位于田字的四个区域内。

优选的，所述步骤1）中选择矿区最大主应力方向与主巷道方向一致的方式进行盘区布置。

优选的，所述步骤1）满足采空区稳定的采矿参数和“田”字充填后的矿柱参数为：盘区尺寸为240 m×200m，由3个80m×200m中段组成，每个中段的顶底柱宽6m，间柱宽4m，中间预留临时连续矿柱宽3m，采空区预留的点柱的底部尺寸为5m×6m，点柱间距为9m。

优选的，所述步骤1）完成之后，需要清理区域内的顶帮，安装照明装置和顶板测压装置。

优选的，所述顶板测压装置为临时信号柱和顶板离层仪，临时信号柱的间距以充填设备能够进入为准，顶板离层仪的测量值达到30～50mm时开始预警。

优选的，所述步骤2）中，炮眼的布局为每排布置4个炮眼，每排炮眼间距为3m，炮眼深度为3m，除自充填起点第一、二排外，炮眼的施工角度不低于75°。

优选的，所述步骤3）中采用大块废石和袋装废石充填拟定的 “田”字充填区域的下部和中部；大块废石充填“田”字充填区域的下部，形成矸石充填区域，矸石充填区域的高度为1.5m，底部尺寸为30m×30m；袋装废石充填“田”字充填区域的中部，形成袋装充填区域，袋装充填区域的底部尺寸不低于3.5m×3.5m，顶部尺寸不低于2.5m×2.5m，袋装充填区域距离顶板0.6～0.8m时停止充填。采用大块废石和袋装废石形成的砌垛要确保在爆破和充填时不会倾倒。