采空区一体化充填治理方法与流程

本发明涉及地下矿山开采采空区充填治理，尤其是涉及一种采空区一体化充填治理方法。

背景技术：

1、我国地下开采矿山，采空区治理的方式主要有崩落、封闭隔离和充填。充填是现阶段以及将来发展的主要趋势。现阶段采用的主要充填方法有干式充填、湿式充填和胶结充填。干式充填，利用尾矿或废石，反压采空区原生矿柱，增强原生矿柱支撑效果，充填至距离顶板1米，将顶板垮落高度控制在1米左右，工艺简单，成本低，但达不到胶结充填接顶控制地压的效果，对于一些采空区安全系数要求高，不允许顶板跨塌、地表沉降等区域的开采，适用性受限。湿式充填和胶结充填，以废石料、尾矿、混凝土等为主要原材料，形成充填体，支撑顶板，来替换部分矿柱，治理效果好，但是工艺复杂，成本高，对于一些低效益矿产资源的开采，不具备经济可行性。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种采空区一体化充填治理方法，解决巷道高人工撬毛高度不够无法撬毛点、顶板及帮壁需要撬毛但因人工力量小而撬不下来的点，较低了效率以及人工无法实现的工作功能的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种采空区一体化充填治理方法，通过充填隔离，将形成的大面积采空区隔离成小面积采空区，小面积采空区通过干式充填、胶结充填和原生矿柱形成的联合支撑柱，联合支撑柱用于支撑采空区顶板。

3、充填方法为：

4、s1、每回采两排矿柱，对采空区用尾矿进行干式充填，充填至距离顶板0.8-1.2米；

5、s2、重复s1的回采和充填，直至采空区在倾向方向达到设计的长度，并全部完成该采空区的下部的干式充填

6、s3、以切割巷道为界，将采空区划分为两个小采空区，在每个小采空区四周的原生矿柱或充填体之间的干料上进行胶结充填接顶；

7、s4、胶结充填宽与原生矿柱保持一致，支两方模板，充填体与原生矿柱最终形成一个整体条带；

8、s5、以切割巷道为中线，从矿房两边向中间充填；

9、s6、重复以上步骤，最终将采空区充填隔离成多个小空区。

10、优选方案中，采空区设有地压检测观测通道，地压检测观测通道内部设置有多个地压检测装置，地压检测装置用于检测采空区地压。

11、优选方案中，干式填充占比90%以上，胶结充填占比10%以内。

12、优选方案中，将采空区分割成多个小空区，小空区内部下部干料充填，上部胶结接顶加上原生矿柱组合成联合充填隔离体，同时形成联合支撑柱，支撑采空区顶板。

13、优选方案中，干式填充包括矿山废石和尾矿，干式充填直接用矿山生产废石就近充填空区，产固废不足，利用矿山选矿厂的尾矿。

14、优选方案中，胶结充填包括粗骨料和细骨料，胶结充填混凝土所需的粗骨料，选用选矿厂5-20mm的尾矿，所需的细骨料，是将5-20mm的尾矿通过制砂设备，破碎筛选出0-5mm的机制砂。

15、优选方案中，胶结充填分布在原生矿柱之间，且与原生矿柱形成条带矿柱，减少胶结充填，同时与原生矿柱形成一个整体，提升支撑强度；

16、干式充填量占比80%以上，胶结充填占比20%以内。

17、优选方案中，胶结充填（4）配合比为每立方混凝土水泥220-260kg,水190-220kg,砂820-840kg,石子900-1100kg,粉煤灰40-60kg，外加剂2-4kg。

18、优选方案中，在胶结充填（4）配合比基础上增加40-60公斤水量，增加浆液量让其渗入到下部干料中，使干料的凝结，提高整体充填体强度。

19、本发明提供了一种采空区一体化充填治理方法，本文通过分析研究采场围岩失稳方式及规模，对充填材料及方式进行优化，将干式充填、胶结充填和原生矿柱或充填体形成一个整体的、支撑效果显著提升、成本大幅度下降的顶板支撑体，达到提升空区地压控制效果，避免诱发地表塌陷开裂等地质灾害的目的。

技术特征：

1.一种采空区一体化充填治理方法，其特征是：通过充填隔离，将形成的大面积采空区隔离成小面积采空区，小面积采空区通过干式充填、胶结充填和原生矿柱形成的联合支撑柱，联合支撑柱用于支撑采空区顶板。

2.根据权利要求1所述一种采空区一体化充填治理方法，其特征是：充填方法为：

3.根据权利要求1所述一种采空区一体化充填治理方法，其特征是：采空区设有地压检测观测通道（1），地压检测观测通道（1）内部设置有多个地压检测装置（2），地压检测装置（2）用于检测采空区地压。

4.根据权利要求1所述一种采空区一体化充填治理方法，其特征是：干式填充（3）占比90%以上，胶结充填（4）占比10%以内。

5.根据权利要求1所述一种采空区一体化充填治理方法，其特征是：将采空区分割成多个小空区，小空区内部下部干料充填，上部胶结接顶加上原生矿柱组合成联合充填隔离体，同时形成联合支撑柱，支撑采空区顶板。

6.根据权利要求1所述一种采空区一体化充填治理方法，其特征是：干式填充（3）包括矿山废石和尾矿，干式充填直接用矿山生产废石就近充填空区，产固废不足，利用矿山选矿厂的尾矿。

7.根据权利要求1所述一种采空区一体化充填治理方法，其特征是：胶结充填（4）包括粗骨料和细骨料，胶结充填混凝土所需的粗骨料，选用选矿厂5-20mm的尾矿，所需的细骨料，是将5-20mm的尾矿通过制砂设备，破碎筛选出0-5mm的机制砂。

8.根据权利要求7所述一种采空区一体化充填治理方法，其特征是：胶结充填分布在原生矿柱之间，且与原生矿柱形成条带矿柱，减少胶结充填，同时与原生矿柱形成一个整体，提升支撑强度；

9.根据权利要求7所述一种采空区一体化充填治理方法，其特征是：胶结充填（4）配合比为每立方混凝土水泥220-260kg,水190-220kg,砂820-840kg,石子900-1100kg,粉煤灰40-60kg，外加剂2-4kg。

10.根据权利要求9所述一种采空区一体化充填治理方法，其特征是：在胶结充填（4）配合比基础上增加40-60公斤水量，增加浆液量让其渗入到下部干料中，使干料的凝结，提高整体充填体强度。

技术总结
本发明提供一种采空区一体化充填治理方法，通过充填隔离，将形成的大面积采空区隔离成小面积采空区，小面积采空区通过干式充填、胶结充填和原生矿柱形成的联合支撑柱，联合支撑柱用于支撑采空区顶板。干式充填的低成本和胶结充填接顶有效支撑顶板两者的优势，采用分割采空区，形成顶板组合支撑体的方法，研究了一种下部整体干式充填，上部间隔式胶结接顶的联合充填治理技术。通过联合支撑体分割采空区，避免了采空区顶板大面积暴露，有效的控制地压，防止地表塌陷，达到了胶结和膏体全面充填的治理效果，而充填成本却相对下降了60%‑90%。

技术研发人员：刘建,朱宗俊,黄燚东,张国亮,雷小浪,安宇琪,金剑锋,董俊华,刘昶,杨友才,曹阳,李瑶
受保护的技术使用者：湖北杉树垭矿业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14