[发明专利]一种基于原镁渣和改性镁渣的联合充填采矿方法

权利要求书

1.一种基于原镁渣和改性镁渣的联合充填采矿方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、沿煤层延伸方向划分多个竖直的条状煤柱；

步骤二、对多个竖直的所述条状煤柱进行间隔开采，条状煤柱采出后形成间隔的充填区；

步骤三、制备原镁渣基充填材料和改性镁渣基充填材料；

步骤四、确定充填区的空间尺寸；

步骤五、计算原镁渣基充填体和改性镁渣基充填体的充填高度；

步骤六、对充填区进行改性镁渣基充填材料的充填；

步骤七、对充填区进行原镁渣基充填材料的充填，形成间隔的充填支撑体；

步骤八、对相邻所述充填支撑体之间的条状煤柱进行开采。

2.按照权利要求1所述的一种基于原镁渣和改性镁渣的联合充填采矿方法，其特征在于，步骤一中所述沿煤层延伸方向划分多个竖直的条状煤柱的具体过程包括：确定划分的跨度，使间隔开采后的未开采条状煤柱对直接顶起支撑作用，确保直接顶不发生垮落。

3.按照权利要求1所述的一种基于原镁渣和改性镁渣的联合充填采矿方法，其特征在于，步骤三中所述原镁渣基充填材料通过将原镁渣与工业固废材料混合胶凝制成，所述原镁渣为皮江法炼镁产生的镁渣。

4.按照权利要求1所述的一种基于原镁渣和改性镁渣的联合充填采矿方法，其特征在于，步骤三中所述改性镁渣基充填材料的具体制备过程包括：

步骤401、按照改性炼镁球团中各原料的重量百分比，将原料送入磨机内混匀细磨，然后进行筛分，将筛下物压制，得到改性炼镁球团；

步骤402、将所述改性炼镁球团装入还原罐内，在真空度为5Pa～10Pa，温度为1200℃～1220℃的条件下还原7h～8h，还原结束后开罐取出粗镁锭，并扒出还原罐内的镁渣，得到块状的改性镁渣；

步骤403、对改性镁渣原料进行筛分、粗碎和细碎的预处理，得到改性镁渣料；

步骤404、对煤气化渣进行筛分、粗碎和细碎的预处理，得到煤气化渣料；

步骤405、对煤矸石进行筛分、粗碎和细碎的预处理，得到煤矸石料；

步骤406、将改性镁渣料、煤气化渣料和煤矸石料，以及粉煤灰按照预先设计的重量百分含量搅拌混合；

步骤407、将混合料倒入球磨机中进行研磨，得到改性镁渣基充填材料。

5.按照权利要求1所述的一种基于原镁渣和改性镁渣的联合充填采矿方法，其特征在于，步骤五中所述计算原镁渣基充填体和改性镁渣基充填体的充填高度的具体过程包括：

步骤501、计算改性镁渣基充填体固结过程中的收缩率；

步骤502、计算原镁渣基充填体固结过程中的膨胀系数；

步骤503、建立改性镁渣基充填体和原镁渣基充填体的平衡方程、变形协调方程和物理方程；

步骤504、对改性镁渣基充填体和原镁渣基充填体进行临界状态分析，得到改性镁渣基充填体和原镁渣基充填体的充填高度。

6.按照权利要求5所述的一种基于原镁渣和改性镁渣的联合充填采矿方法，其特征在于，所述改性镁渣基充填体的收缩率计算公式为：

其中，R_c为改性镁渣基充填体的收缩率，x为改性镁渣基充填体的竖向收缩量，H为改性镁渣基充填体和原镁渣基充填体的总高度。

7.按照权利要求5所述的一种基于原镁渣和改性镁渣的联合充填采矿方法，其特征在于，所述原镁渣基充填体的膨胀系数计算公式为：

其中，R_e为原镁渣基充填体的膨胀系数，y为原镁渣基充填体的竖向膨胀量，H为改性镁渣基充填体和原镁渣基充填体的总高度。