[发明专利]胶结充填构筑临时支撑结构的顶底柱一次性回收方法

说明书

本发明提供一种胶结充填构筑临时支撑结构的顶底柱一次性回收方法，采空区充填体注浆加固；巷道式变分层尺寸回采，水平矿柱上方充填体达到预定强度，回采第一分层的奇数分条巷道并用尾砂胶结充填，接着同样方法回采偶数分条巷道并用尾砂胶结充填；回采第三分层，先回采奇数分条巷道用尾砂胶结充填；再回采偶数分条巷道用尾砂不胶结充填；最后回采第二分层，回采方法与第三分层方法相同；第二、三分层的偶数分条巷道在装药爆破中，炮孔底部塞入炮泥，靠近充填体一侧的炮孔的孔间距和抵抗线比主炮孔略小，并结合聚能管和炸药爆破。本发明用简单的回采工艺、低成本回收矿山残留的水平矿柱，避免了爆破过程中爆破振动对充填体造成的片帮等破坏。

技术领域

本发明涉及金属矿山采矿领域，具体地说，涉及一种胶结充填构筑临时支撑结构的顶底柱一次性回收方法。

背景技术

随着矿山资源的紧缺以及国家对矿山安全生产和环保隐患的重视，越来越多的金属矿采用充填采矿法进行开采。在充填采矿过程中，随着回采工作面的推进，逐步用充填材料充填采空区。该采矿法将矿块分为矿房和矿柱两步骤回采，矿房回采后充填，再回采矿柱并充填。充填采矿法能够保障采场的安全生产，有效地控制地压活动。

然而金属矿山在广泛采用充填采矿技术的同时，导致大量的水平矿柱被永久性残留在矿山井下，无法实现对水平矿柱的回收，增大了矿石损失率，浪费了大量的矿产资源。

目前，水平矿柱回采方法中，根据矿柱的破碎程度以及上部充填体的强度，需要预留一定厚度的矿柱作为下方回采工作面的顶板，每一分层回采后即用尾砂胶结充填。但是该方法存在以下缺陷：(1)不能够保证水平矿柱的全部回收；(2)回采后全部用尾砂胶结充填增加了充填成本；(3)在爆破过程中容易对充填体造成破坏。因此该水平矿柱回采方法的推广应用受到很大的局限性。

发明内容

本发明的目的在于解决矿山充填采矿过程中残留大量水平矿柱无法全部回收、充填成本高、爆破振动对充填体造成破坏的技术难题，提供一种能够在安全作业条件下以最低成本回收全部矿柱的二次开采方法，提高了资源回收率，避免矿柱的浪费。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方如下：

胶结充填构筑临时支撑结构的顶底柱一次性回收方法，包括以下步骤：

第一步：采空区充填体进行注浆加固

对矿柱上方的充填体进行注浆加固，将胶结剂注入到充填体中，使充填体强度达到4MPa；若采空区充填体强度已达到4MPa，则无需进行注浆加固；

第二步：巷道式变分层尺寸回采

根据残留矿柱的厚度进行巷道式变分层尺寸回采，按照矿柱所在采场的位置，沿矿体走向从采场一端向另一端间隔式回采；待水平矿柱上方充填体达到预定强度后，开始回采第一分层；第一分层第1分条巷道回采后用尾砂胶结充填，用同样方法间隔回采第一分层的其他奇数分条巷道，回采后用尾砂胶结充填，以此类推直至回采并充填完最后一个奇数分条巷道；接着按照这种方法间隔回采偶数分条巷道并用尾砂胶结充填，直至第一分层全部回采充填完毕；

第一分层胶结充填体达到预定强度后，回采第三分层；先回采奇数分条巷道，回采后用尾砂胶结充填；再回采偶数分条巷道，并用尾砂不胶结充填。

最后，回采第二分层，回采方法与第三分层方法相同，先奇数分条巷道回采后用尾砂胶结充填；然后偶数分条巷道回采后用尾砂不胶结充填，以此类推直至矿柱全部回采充填完毕；

第三步：充填体减震护壁

第二、三分层的偶数分条巷道装药爆破，炮孔底部塞入一定长度的炮泥，靠近充填体一侧的炮孔的孔间距和抵抗线比主炮孔略小，并结合聚能管和炸药爆破。

其中，第一分层分条巷道断面尺寸为宽4m、高3m，第三分层分条巷道断面尺寸为宽6m，高6～7m；由于一般顶底柱总高度为13～14m，第二分层分条巷道断面尺寸改为宽4m，高4m。