大面积贯通空区袋式分区分步充填治理方法技术

本发明专利技术公开了一种大面积贯通空区袋式分区分步充填治理方法，包括以下步骤：a、根据空区、矿柱赋存情况，将空区划分为待充分区以及留空分区；b、待充分区外周构筑条状袋式充填挡墙；c、按治理顺序逐步充填待充分区；d、完成空区的分区分步充填治理。解决大面积贯通空区围挡、充填治理过程无法控制、充填质量差和治理效果差的技术难题。能够逐步排除大面积空区安全隐患，能够控制采空区对地表、区域地质环境的影响，避免采空区诱发的安全事故。适用于大面积贯通空区的处理，特别是缓倾斜矿体，采用房柱法和全面法开采后的空区治理。

Treatment method of large area through empty space bag type subarea filling

The invention discloses a large area through the empty bag filling area partition step control method, which comprises the following steps: A, according to the empty area, the occurrence of the pillar, dividing the goaf was to be filled and empty partition partition; partition to be filled B, peripheral strip bag filling construction of retaining wall; C, according to the order of governance gradually filling to be filled, D partition; complete the empty zone at the step of filling management. It can solve the technical problems of poor control, poor filling quality and poor control effect in the process of blocking and filling of large area through goaf. It can gradually eliminate the hidden danger of large area, and can control the influence of mined out area on the surface and regional geological environment, so as to avoid the safety accidents induced by mined out area. It is suitable for the treatment of large area through goaf, especially for gently inclined orebody.

【技术实现步骤摘要】
大面积贯通空区袋式分区分步充填治理方法
本专利技术涉及矿山采空区治理
，特别地，涉及一种大面积贯通空区袋式分区分步充填治理方法。
技术介绍
根据目前国内外矿山所采用的采空区处理方法，综合归纳起来可分为：充填处理采空区、崩落围岩处理采空区、留永久矿柱支撑采空区、隔离与疏导采空区和联合法处理采空区五类，前四类是最基本的采空区处理方法，联合法是采用上述几种方法联合处理采空区。房柱法开采矿山，一般采用留永久矿柱支撑采空区，但近年来，大面积空区垮塌，冒落事故频发，如2016年山东省临沂市平邑县“12·25”石膏矿垮塌事故等，这些事故对区域地质、环境和矿山造成了巨大的损害。这类空区多存在如下问题：第一矿山未按设计预留足够的矿柱支撑采空区；第二由于岩体的力学离散特性，地质构筑的复杂性，矿柱设计时所依据的资料不完整，矿柱设计强度不够；第三矿柱在高应力的作用下，同时受风化、水等的侵蚀，岩体的力学强度降低，造成矿柱支撑力下降。空区面积大，空区内存在大量的矿柱，矿柱的损伤使邻近矿柱的载荷显著增大，超过矿柱极限承载能力，造成矿柱的“多米勒骨牌连锁效应”，导致大面积的矿柱失稳，造成采空区的大面积冒落。大面积空区最好的处理方法是充填处理法。充填法处理空区一般选择在矿柱间构筑挡墙，但大面积贯通空区出口多，挡墙数量多、断面大、构筑难度大、构筑成本高和劳动强度大，人员需长时间在空区内作业，安全性差，因此往往难以实施。大面积空区出口多，面积覆盖范围广，要一次充填，空区的封堵工程量大，封堵的周期长，实施困难；充填过程控制难度大，充填质量无法保障；充填不能接顶或快速接顶，发挥充填体的承载作用，不能从根本消除空区安全隐患，效果难以满足安全要求；全面充填一次投资巨大、成本高等问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种大面积贯通空区袋式分区分步充填治理方法，以解决现有大面积贯通空区围挡充填治理过程无法控制、充填质量差、治理效果差和费用高的技术问题。本专利技术提供一种大面积贯通空区袋式分区分步充填治理方法，利用袋式充填围挡技术，对存在安全隐患的空区，采取分区分步治理或条带间隔充填治理，包括以下步骤：a、根据空区、矿柱赋存情况，将空区划分为待充分区以及留空分区；b、待充分区外周构筑条状袋式充填挡墙；c、按治理顺序逐步充填待充分区；d、完成空区的分区分步充填治理。进一步地，步骤a中的待充分区为针对存在安全隐患的区域划分形成的局部分区。进一步地，步骤b中，采用局部分区填充治理方式；根据分区范围，对待处理的存在安全隐患的局部分区外周构筑条状袋式充填挡墙围挡，然后对围挡后的区域进行低强度或分级尾砂充填；步骤c中的治理顺序为按照空区安全风险等级由高到低逐步进行充填；步骤d中的完成充填的分区充填治理为有安全风险的空区得到处理，或空区全面充填。进一步地，步骤a中的待充分区为针对存在安全隐患的空区整体划分形成的分条间隔分区。进一步地，步骤b中，采取分条间隔充填治理的方式；沿空区治理区域长度方向，将空区划分为相间的隔离条带和空区条带，仅对隔离条带进行充填；间隔条带充填时首先在条带外周构筑条状袋式充填挡墙，然后对挡墙围挡间隔条带之间空区进行低强度或分级尾砂充填；步骤c中的治理顺序为按照空区安全风险等级由高到低逐步进行充填。进一步地，步骤b中的条状袋式充填挡墙构筑，具体为：先对条状袋式充填挡墙所处位置外周进行围挡；然后在围挡条带内全长铺设充填袋；最后采用高强度充填料浆灌入充填袋；充填料浆养护凝固后形成充填挡墙。进一步地，当矿柱间距＜3m时，围挡利用矿柱作为支撑，利用矿柱时，在矿柱上打钢筋锚杆，将钢筋网片固定在锚杆上；当矿柱间距≥3m时，在矿柱之间加设支柱，支柱安装规格为0.2m/根～2m/根，在矿柱上打钢筋锚杆，将钢筋网片固定在锚杆和支柱内侧，支撑充填袋在充填过程中不外鼓；当不能利用矿柱支撑时，采用支柱支撑，支柱安装规格为0.2m/根～2m/根，在支柱内侧固定网片，支撑充填袋在充填过程中不外鼓；挡墙形成后，回收围挡材料。进一步地，充填袋规格根据条状袋式充填挡墙的空间尺寸定制，充填袋材质为土工布类或编织布类的透水不透骨料的膜材。进一步地，条状袋式充填挡墙准备工作完成后，即可开始充填工作，采用管道向充填袋内输送料浆进行充填，要求充填接顶；充填时，为了降低充填料浆对充填袋的侧向压力，防止充填袋破损漏浆，根据空区高度分为一次或多次进行充填，每次充填高度0.5m～4m，充填料浆终凝后再开始下一次充填。进一步地，当矿体为近水平矿体时，充填袋充填时不会沿倾向方向滑动，条状袋式充填挡墙采用分层袋式堆叠充填的方式，沿空区高度方向划分为多个分层，充填袋高度为分层高度，充填袋高度为0.2m～2m；此时充填条带不需围挡，可以直接进行充填。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术大面积贯通空区袋式分区分步充填治理方法，能解决大面积贯通空区围挡充填治理过程无法控制、充填质量差、治理效果差和费用高的技术难题。条带重构技术，将空区划分为待充分区和留空分区，对待充分区进行充填，构成的充填体与原有矿柱共同支撑采空区，有效的提高矿柱支撑能力。同时待充分区将贯通空区划分为小区域的留空分区，待充分区具有隔离留空分区地压活动的作用，能够控制矿柱损伤导致的空区失稳影响范围；同时留空分区远小于贯通空区的暴露尺寸，空区垮塌影响的范围大幅减小，通过控制待充分区和留空分区的跨度，可以控制空区顶板冒落影响范围。按治理顺序逐步充填待充分区，能够逐步排除大面积空区安全隐患。从而控制采空区对地表、区域地质环境的影响，避免采空区诱发的安全事故。再造矿柱应力环境技术，待充分区被充填料浆填满后，矿柱被充填体包裹，有效的封闭了矿柱，隔离了风、水等对矿柱的影响，同时重构了矿柱三轴受力状态，提高了矿柱自身的支撑强度。井下充填大区围挡技术，采用条状袋式充填挡墙构筑方法，构筑待充分区填充体，构筑工艺过程简单，采用袋式充填形成充填挡墙，挡墙构筑采用管道输送充填料浆进行填筑，构筑效率高，安全性好，成本低。采用条状袋式充填挡墙方法，构筑工艺过程简单，只需进行简单的围挡，即可采用袋式充填形成充填挡墙，同时采用管道输送充填料浆进行充填，效率高，安全性好，成本低。将充填区域面积划小，有利于控制充填质量，保障空区治理效果。适用于大面积贯通空区的处理，特别是缓倾斜矿体，采用房柱法和全面法开采后的空区治理。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例的大面积贯通空区袋式分区分步充填治理方法的步骤流程框图；图2是本专利技术优选实施例的分条间隔充填治理的方式的结构示意图；图3是本专利技术优选实施例的分区填充治理方式的结构示意图。图例说明：1、矿柱；2、待充分区；3、留空分区；4、条状袋式充填挡墙；401、充填袋。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。图1是本专利技术优选实施例的大面积贯通空区袋式分区分步充填治理方法的步骤流程框图；图2是本专利技术优选实施例的分条间隔充填治理的方式的结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大面积贯通空区袋式分区分步充填治理方法，其特征在于，包括以下步骤：a、根据空区、矿柱(1)赋存情况，将空区划分为待充分区(2)以及留空分区(3)；b、待充分区(2)外周构筑条状袋式充填挡墙(4)；c、按治理顺序逐步充填待充分区(2)；d、完成空区的分区分步充填治理。

【技术特征摘要】
1.一种大面积贯通空区袋式分区分步充填治理方法，其特征在于，包括以下步骤：a、根据空区、矿柱(1)赋存情况，将空区划分为待充分区(2)以及留空分区(3)；b、待充分区(2)外周构筑条状袋式充填挡墙(4)；c、按治理顺序逐步充填待充分区(2)；d、完成空区的分区分步充填治理。2.根据权利要求1所述的大面积贯通空区袋式分区分步充填治理方法，其特征在于，所述步骤a中的待充分区(2)为针对存在安全隐患的区域划分形成的局部分区。3.根据权利要求2所述的大面积贯通空区袋式分区分步充填治理方法，其特征在于，所述步骤b中，采用局部分区填充治理方式；根据分区范围，对待处理的存在安全隐患的局部分区外周构筑条状袋式充填挡墙(4)围挡，然后对围挡后的区域进行低强度或分级尾砂充填；所述步骤c中的治理顺序为按照空区安全风险等级由高到低逐步进行充填；所述步骤d中的完成充填的分区充填治理为有安全风险的空区得到处理，或空区全面充填。4.根据权利要求1所述的大面积贯通空区袋式分区分步充填治理方法，其特征在于，所述步骤a中的待充分区(2)为针对存在安全隐患的空区整体划分形成的分条间隔分区。5.根据权利要求4所述的大面积贯通空区袋式分区分步充填治理方法，其特征在于，所述步骤b中，采取分条间隔充填治理的方式；沿空区治理区域长度方向，将空区划分为相间的隔离条带和空区条带，仅对隔离条带进行充填；间隔条带充填时首先在条带外周构筑条状袋式充填挡墙(4)，然后对挡墙围挡间隔条带之间空区进行低强度或分级尾砂充填；所述步骤c中的治理顺序为按照空区安全风险等级由高到低逐步进行充填。6.根据权利要求1至5中任一项所述的大面积贯通空区袋式分区分步充填治理方法，其特征在于，所述步骤b中的条状袋式充填挡墙(4)构筑，具体为：先对条状袋式充填挡墙(4)所处位置外周进行围挡；然后在围挡条带内全长铺设充...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖伟，
申请(专利权)人：长沙矿山研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43