[发明专利]一种地下矿山大型采空区放顶处理并消除采空区的方法

权利要求书

1.一种地下矿山大型采空区放顶处理并消除采空区的方法，将地下开采工程划分为采空区(1)、采空区顶板(2)、采空区围岩(3)、不规则的点柱(4)四部分，采空区(1)、采空区顶板(2)、采空区围岩(3)之间为采空区界限(5)，其特征在于采用以下步骤实施：

1)根据岩石力学计算分析结果，选择在井下采空区(1)周边的坚固稳定、完整性好的采空区围岩(3)中划分出2～6个作业区或爆区，所选择的采空区围岩(3)的完整性系数不小于0.8、抗压强度不小于100MPa；所述采空区(1)宽度60～150m、长度100～300m、高度20～80m；

2)在每个作业区或爆区内的采空区围岩(3)中，寻找围岩稳定性薄弱地段布置3～6个具有放顶或切割弱化功能的深孔凿岩硐室(9)，所述的3～6个深孔凿岩硐室(9)分布在2～4个分层内，各分层的深孔凿岩硐室(9)之间采用硐室联络井(10)进行连通；所述的硐室联络井(10)根据实际情况采用联络竖井或联络斜井；

3)在现有工程与深孔凿岩硐室(9)之间布置作为两者之间的联络道并承担人员、材料、设备上下、通风、网路连通任务的井巷工程——联络平巷(6)、联络斜井(7)或联络天井(8)；

4)在中下层的深孔凿岩硐室(9)内布置放顶水平深孔(12)，放顶水平深孔(12)孔径90～110mm、长度30～70m、上向倾角3～10°；在上层的深孔凿岩硐室(9)内布置水平和上向扇形切割弱化深孔(13)；

5)设计放顶厚度4～15m，切割弱化高度25～40m，所述放顶厚度是指放顶水平深孔爆破后预计崩落的采空区顶板层的厚度，所述切割弱化高度是指切割弱化深孔爆破后预计在采空区界限上方岩层形成的破碎裂隙面在垂直方向上的高度；所述切割弱化深孔(13)孔径90～110mm、长度30～70m、上向倾角3～90°；

在放顶水平深孔(12)和切割弱化深孔(13)内装填炸药，放顶水平深孔(12)、切割弱化深孔(13)连网后，采用高精度非电导爆管雷管逐孔起爆技术爆破，放顶水平深孔(12)爆破后崩落采空区顶板(2)形成覆盖层，切割弱化深孔(13)爆破后形成切割弱化冒落面；

6)放顶水平深孔(12)、切割弱化深孔(13)爆破后，放顶水平深孔(12)、切割弱化深孔(13)周围的岩体应力重新分布，在自重和周边应力的作用下，采空区顶板(2)逐步发生冒落，并最终发展到地表，形成地表塌陷，实现采空区放顶，最终采空区(1)被冒落下松散岩石填满，从而消除井下采空区。

2.如权利要求1所述的一种地下矿山大型采空区放顶处理并消除采空区的方法，其特征在于：将井下采空区(1)划分出3～4个作业区或爆区。

3.如权利要求1或2所述的一种地下矿山大型采空区放顶处理并消除采空区的方法，其特征在于：所述采空区顶板(2)厚度50～130m；深孔凿岩硐室(9)距离采空区(1)平面投影界限距离5～12m。

4.如权利要求3所述的一种地下矿山大型采空区放顶处理并消除采空区的方法，其特征在于：所述的深孔凿岩硐室(9)宽度3.5～4.5m、高度3.0～4.0m、长度大于4m；深孔凿岩硐室(9)所在分层高度4～5.5m。