厚大矿体无采空区同步放矿充填采矿方法技术

本发明专利技术公开了一种厚大矿体无采空区同步放矿充填采矿方法。将厚大矿体划分阶段，阶段内沿走向布置连续矿块；切割采准时，在阶段上部和下部各布置一条平巷；矿块回采前，先利用下部平巷在矿块下部构筑出矿堑沟和补偿空间，再利用上部平巷对矿块上部全面切顶形成切顶空间；在被切顶矿块上方铺设水平柔性隔离层，同时在被切顶矿块沿走向的两侧利用弱爆破切断其与相邻矿块的连接形成竖向空间，并布置竖向柔性隔离层；崩落隔离层包裹的矿块，利用出矿堑沟均匀出矿同时将充填料充填在水平柔性隔离层上。本发明专利技术放矿同时充填采空区，实现了采空区动态管理，避免了出现围岩大面积暴露的情况，使采矿过程中无大采空区出现；适应性好，应用范围广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种矿山地下开采的采矿方法，尤其是一种厚大矿体无采空区同步放矿充填采矿方法。
技术介绍
一般而言，地下采矿方法可分为空场采矿法、充填采矿法、崩落采矿法三类，虽然其管理地压的方式各有差异，但在回采过程中都不可避免会出现采空区，当采空区未充填或充填不及时，就有可能出现如顶板崩塌、矿柱破坏和地表塌陷等一系列灾害，极大地威胁矿山的安全生产。目前对厚大矿体，为了提高生产效率并降低成本，倾向于采用大结构参数的采场进行采矿，基本特征是回采高度等于阶段全高，一次爆破量大，对开采矿石价值不高、地表允许崩落的矿体尤其适用。该法具有矿块生产能力大，采准工作量小，劳动生产率高，成本低等优点。但是，其缺点也非常明显：通过崩落围岩充填采空区来管理地压，会造成地面沉陷等问题，使崩落法只能在地表允许崩落的地区使用，限制了其使用范围；若留下矿柱支撑采空区，则会造成矿石的大量浪费；即使采用嗣后充填，由于出矿时间长，也可能导致因为充填不及时而出现地压突出现象；此外，爆破会导致周边废石混入到矿石当中，且当采用覆岩下放矿时，还会使废石提前混入，导致矿石贫化率上升，如果采用截止品位放矿，则会造成大量的矿石损失。
技术实现思路
本专利技术目的在于解决常规采矿方法采空区灾害及矿石贫化损失大的问题，提供一种厚大矿体无采空区同步放矿充填采矿方法，减少矿石贫化率，防止地表塌陷。为达到上述目的，采用技术方案如下：一种厚大矿体的采矿方法，包括以下步骤：将厚大矿体划分阶段，阶段内沿走向布置连续矿块；切割采准时，在阶段上部和下部各布置一条兼顾运输、切顶、通风与充填的平巷，且采矿时本阶段的下部平巷为下个阶段的上部平巷；矿块回采前，先利用下部平巷在矿块下部构筑出矿堑沟和补偿空间，再利用上部平巷对矿块上部全面切顶形成切顶空间；在被切顶矿块上方铺设水平柔性隔离层，同时在被切顶矿块沿走向的两侧利用弱爆破切断其与相邻矿块的连接形成竖向空间，并布置竖向柔性隔离层；采用下向平行中深孔爆破强制崩落隔离层包裹的矿块，利用出矿堑沟均匀出矿同时将充填料充填在水平柔性隔离层上，随着出矿过程进行同步充填以避免采空区出现。按上述方案，所述柔性隔离层为油毛毡或SBS改性沥青防水卷材。按上述方案，出矿堑沟、切顶空间、补偿空间、竖向空间的开辟均比回采工作超前两个矿块。综上所述，本专利技术具有以下优点：1)柔性防护层隔离了矿石与废石，降低了矿石贫化率；2)可连续采矿且一次回采矿量大，采矿效率高；3)矿块侧面的防护层避免了回采时相邻已采矿块充填料混入矿石，同时降低了回采时爆破振动对邻近充填体的破坏，提高了回采安全性；4)放矿同时充填采空区，实现了采空区动态管理，避免了出现围岩大面积暴露的情况，使采矿过程中无大采空区出现；5)使用充填的方式管理地压，充分利用工业废料，避免地表塌陷，有利于环境保护；6)可针对不同采矿环境做调整，适应性好，应用范围广。附图说明图1：本专利技术厚大矿体同步放矿充填采矿方法示意图。1-下部平巷，2-底柱，3-出矿堑沟，4-矿石，5-补偿空间，6-凿岩平巷，7-拉底巷道，8-拉底炮孔，9-待采矿石，10-切顶空间，11-水平柔性隔离层，12-上部平巷，13-竖向柔性隔离层，14-充填料。具体实施方式以下实施例进一步阐释本专利技术技术方案，但不作为对本专利技术保护范围的限制。参照附图1所示，一种厚大矿体的采矿方法：将厚大矿体划分阶段，如图1所示为一个阶段，阶段内沿走向布置连续矿块，如图1中矿块a和矿块b和矿块c；切割采准时，在阶段上部和下部各布置一条兼顾运输、切顶、通风与充填的平巷1和12，且采矿时本阶段的下部平巷为下个阶段的上部平巷；矿块回采前，先利用下部平巷1在矿块下部底柱2中构筑出矿堑沟3并形成补偿空间5，再利用上部平巷12对矿块上部全面切顶；在被切顶矿块上方铺设水平柔性隔离层11，同时在被切顶矿块沿走向的两侧利用弱爆破切断其与相邻矿块的连接，并布置竖向柔性隔离层13(如矿块a)；采用下向平行中深孔爆破强制崩落隔离层包裹的矿块a，利用出矿堑沟3均匀出矿同时将充填料14充填在水平柔性隔离层11上，随着出矿过程进行同步充填以避免采空区出现。具体操作过程如下：通过阶段上部平巷12采用浅孔爆破全面切顶，切顶高度3m，形成足够凿岩设备正常工作的切顶空间10，再在拉底巷道7、凿岩巷道6内凿上向的扇形拉底炮孔8，爆破后形成高5m的补偿空间5；等补偿空间形成后，在切顶空间内凿贯穿到补偿空间的孔径165mm的下向平行中深孔；同时，在临近上一回采矿块的一排炮孔采用近似预裂爆破方式进行凿岩装药，进行密集炮孔减弱装药的爆破，以形成一个宽度为1m的垂直空间(即竖向柔性隔离层13的填充空间)；在切顶空间10与垂直空间内分别铺设水平和竖向的由油毛毡、SBS改性沥青防水卷材等组成的柔性防护层并固定以防滑落，并对切顶空间进行临时支护。堑沟与切顶空间、补偿空间、竖向空间的开辟均比回采工作超前两个矿块，即沿开采方向矿块编号为a、b、c，在矿块a完全放矿前就完成矿块c的开凿堑沟、切顶、补偿空间、竖向空间及铺设隔离层等工作，同时矿块c的补偿空间中垂直空间爆落的矿石暂不完全放出。待采矿石9是还未进行采切等工作的矿石部分。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种厚大矿体的采矿方法，其特征在于包括以下步骤：将厚大矿体划分阶段，阶段内沿走向布置连续矿块；切割采准时，在阶段上部和下部各布置一条兼顾运输、切顶、通风与充填的平巷，且采矿时本阶段的下部平巷为下个阶段的上部平巷；矿块回采前，先利用下部平巷在矿块下部构筑出矿堑沟和补偿空间，再利用上部平巷对矿块上部全面切顶形成切顶空间；在被切顶矿块上方铺设水平柔性隔离层，同时在被切顶矿块沿走向的两侧利用弱爆破切断其与相邻矿块的连接形成竖向空间，并布置竖向柔性隔离层；采用下向平行中深孔爆破强制崩落隔离层包裹的矿块，利用出矿堑沟均匀出矿同时将充填料充填在水平柔性隔离层上，随着出矿过程进行同步充填以避免采空区出现。

【技术特征摘要】
1.一种厚大矿体的采矿方法，其特征在于包括以下步骤：将厚大矿体划分阶段，阶段内沿走向布置连续矿块；切割采准时，在阶段上部和下部各布置一条兼顾运输、切顶、通风与充填的平巷，且采矿时本阶段的下部平巷为下个阶段的上部平巷；矿块回采前，先利用下部平巷在矿块下部构筑出矿堑沟和补偿空间，再利用上部平巷对矿块上部全面切顶形成切顶空间；在被切顶矿块上方铺设水平柔性隔离层，同时在被切顶矿块沿走向的两侧利用弱爆破切断其与相邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷涛，代光俊，叶海旺，张聪瑞，潘俊锋，余波，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42