一种上向充填采矿封闭式封顶方法.pdf

本发明公开了一种上向充填采矿封闭式封顶方法。该方法特征是当回采完最后一个分层后，在顶板四个边角处利用钻机打出四个排气孔，再在采空区四周建筑隔墙，将采空区底部和顶板处理平整，在采空区四周的隔墙、采空区底部和顶板上铺贴防水材料，将采空区围成一个封闭式充填空间，通过充填天井将充填材料注入封闭式充填空间，当充填材料溢出排气孔时，停止注入，充填材料注满封闭式充填空间后，再将四个排气孔和充填天井上覆盖一层防水材料，并用水泥封口。本发明防止了充填浆液中水的排出，保持了充填浆液的体积和形状，待充填材料凝结后，形成一个完全接顶的充填体，从而解决了充填接顶问题。本发明工艺简单，且安全可靠、简单易行、成本较低。

1.  一种上向充填采矿封闭式封顶方法，该方法将矿块在垂直高度上水平划分分层，由下向上逐层回采，每采完一个分层，随即进行充填，并在各分层充填体(4)中顺路构筑放矿溜井和行人天井(8)，在矿块中布置充填天井(6)，利用充填天井(6)下放充填料和提运设备、材料、人员及通风，回采过程包括凿岩、崩矿、出矿，还有构筑放矿溜井和行人天井(8)、隔墙(3)、充填和铺盖胶结底板，所述隔墙(3)靠近矿柱建造，将松散充填料与矿柱隔开，其特征是当回采完最后一个分层后，在顶板(5)四个边角处利用钻机打出四个排气孔(10)，再在采空区四周建筑隔墙(3)，将采空区底部和顶板(5)处理平整，在采空区四周的隔墙(3)、采空区底部和顶板(5)上铺贴防水材料(9)，隔墙(3)、采空区底部和顶板(5)围成一个封闭式充填空间(7)，通过充填天井(6)将充填材料注入封闭式充填空间(7)，当充填材料溢出排气孔(10)时，停止注入，充填材料注满封闭式充填空间(7)后，再将四个排气孔(10)和充填天井(6)上覆盖一层防水材料，并用水泥封口。

2.  根据权利要求1所述的一种上向充填采矿封闭式封顶方法，其特征是所述的充填材料是高水速凝胶结材料与水的混合溶液；所述的防水材料为SBS防水卷材。

3.  根据权利要求1所述的一种上向充填采矿封闭式封顶方法，其特征是所述的充填天井(6)的直径为1000-2000mm，排气孔(10)的孔径为60-150mm；所述的隔墙(3)厚度为100-200mm。

一种上向充填采矿封闭式封顶方法
技术领域
本发明属于地下采矿方法技术领域，尤其是一种上向充填采矿封闭式封顶方法。
背景技术
地下采矿方法按地压维护的方式分为空场采矿法、充填法和崩落采矿法三大类。
充填采矿法属人工支护采矿法。在矿房或矿块中，随着回采工作面的推进，向采空区送入充填材料，以进行地压管理、控制围岩崩落和地表移动，并在形成的充填体上或在其保护下进行回采。本法适用于开采围岩不稳固的高品位、稀缺、贵重矿石的矿体；地表不允许陷落，开采条件复杂，如水体、铁路干线、主要建筑物下面的矿体和有自燃火灾危险的矿体等，也是深部开采时控制地压的有效措施。充填法的优点是适应性强、矿石回采率高、贫化率低、作业较安全、能利用工业废料和保护地表等。
充填采矿法中上向充填法应用很广泛，上向充填法将矿房或矿块在垂直高度上划分分层,由下向上逐层回采。在矿块中布置充填天井，用来下放充填料，有时兼作提运设备、材料、通风和行人用。每采完一个分层，随即进行充填，并在充填体中顺路构筑放矿溜井和行人天井(兼作泄水井用)。回采过程是凿岩、崩矿、出矿、架设行人天井和矿石溜井、建造隔墙、充填和铺盖胶结底板等。在每一分层充填体上部均铺盖强度较大的胶结底板，以减少出矿时矿石的贫化和损失并提高出矿效率。靠近矿柱建造隔墙，将松散充填料与矿柱隔开，为下一步回采矿柱创造良好的条件。
充填主要有干式充填和胶结充填，干式充填是指采用松散废石充填采空区，胶结充填是下部采用高灰砂比，上部采用低灰砂比进行胶结充填。充填接顶是各个使用充填采矿法的矿山广泛关注的技术问题，它直接关系到采场安全。充填接顶量的多少用接顶率来表示，即充填体接触顶板的面积与整个顶板面积的比值。提高充填的接顶率是充填采矿法需要解决的关键技术难题,有关充填接顶问题始终未能得到很好的解决。
目前在这方面有过许多研究，研究充填材料的居多，与传统的干式充填或灰砂胶结充填相比，采用高水速凝胶结材料在改善充填接顶效果方面起到一定作用。然而，在接顶实践中，高水材料与水混合的浆液在速凝前，大量游离水和游离水附着的浆液 由于渗透并直接排出，原本充满采空区的浆液液位下降，致使接顶不上，充填体凝固后上部易风化，充填效果并不理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种上向充填采矿封闭式封顶方法。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。
一种上向充填采矿封闭式封顶方法，该方法将矿块在垂直高度上水平划分分层，由下向上逐层回采，每采完一个分层，随即进行充填，并在各分层充填体(4)中顺路构筑放矿溜井和行人天井(8)，在矿块中布置充填天井(6)，利用充填天井(6)下放充填料和提运设备、材料、人员及通风，回采过程包括凿岩、崩矿、出矿，还有构筑放矿溜井和行人天井(8)、隔墙(3)、充填和铺盖胶结底板，所述隔墙(3)靠近矿柱建造，将松散充填料与矿柱隔开，其特征是当回采完最后一个分层后，在顶板(5)四个边角处利用钻机打出四个排气孔(10)，再在采空区四周建筑隔墙(3)，将采空区底部和顶板(5)处理平整，在采空区四周的隔墙(3)、采空区底部和顶板(5)上铺贴防水材料(9)，排气孔(10)及充填井(6)位置不贴防水材料，隔墙(3)、采空区底部和顶板(5)围成一个封闭式充填空间(7)，通过充填天井(6)将充填材料注入封闭式充填空间(7)，当充填材料溢出排气孔(10)时，停止注入，充填材料注满封闭式充填空间(7)后，再将四个排气孔(10)和充填天井(6)上覆盖一层防水材料，并用水泥封口。
所述的充填材料是高水速凝胶结材料与水的混合溶液；所述的防水材料为SBS防水卷材。
所述的充填天井(6)的直径为1000-2000mm，排气孔(10)的孔径为60-150mm；所述的隔墙(3)厚度为100-200mm。
本发明与现有技术相比，其显著地有益效果体现在：本发明将最后分层采空区四周及顶、底板贴上防水材料，使之形成一个封闭式充填空间，再将充填材料注入封闭式充填空间，防止充填浆液中水的排出，保持充填浆液的体积和形状，待充填材料凝结后，形成一个完全接顶的充填体，从而解决了充填接顶问题。本发明工艺简单，且安全可靠、简单易行、成本较低。
附图说明
图1为一种上向充填采矿封闭式封顶方法的开采面剖面示意图，
图2为一种上向充填采矿封闭式封顶方法中顶板排气孔和充填天井布置示意图。
图中编号：1为相邻未采矿房；2为矿柱；3为隔墙；4为各分层充填体；5为顶板；6为充填天井；7为最后分层封闭式充填空间；8为放矿溜井和行人天井；9为防水材料；10为排气孔；11为相邻已采矿房充填体；12为底板。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明。
如图1和图2所示，一种上向充填采矿封闭式封顶方法，该方法将矿块在垂直高度上水平划分分层，由下向上逐层回采，每采完一个分层，随即进行充填，并在各分层充填体4中顺路构筑放矿溜井和行人天井8，放矿溜井和行人天井8可作为和泄水井用。在矿块中布置充填天井6，用来下放充填料，有时兼作提运设备、材料、通风和行人用。回采过程包括凿岩、崩矿、出矿，还有构筑放矿溜井和行人天井8、建造隔墙3、充填和铺盖胶结底板。其特征是当回采完最后一个分层后，在顶板5四个边角处利用钻机打出四个排气孔10，再在采空区四周建筑隔墙3，将采空区底部和顶板5处理平整，在采空区四周隔墙3、采空区底部和顶板5上铺贴防水材料9，排气孔10及充填天井6位置不贴防水材料，隔墙3、底板12和顶板5围成一个封闭式充填空间7，通过充填天井6将充填材料注入封闭式充填空间7，当充填材料溢出排气孔10，停止注入，充填材料注满封闭式充填空间7后，再将四个排气孔10和充填天井6上覆盖一层防水材料，并用水泥封口。所述的充填材料是ZKD高水充填材料与水的混合溶液；所述的防水材料为SBS防水卷材；所述的充填天井6的直径为1000-2000mm，排气孔10的孔径d为60-150mm；所述的隔墙)厚度为100-200mm。