预护顶阶段矿房与上向分层联合充填采矿法
【技术领域】
[0001]本发明属于采矿技术领域，涉及一种预护顶阶段矿房与上向分层联合充填采矿法，该方法主要适用于地下矿山较破碎厚大矿体的安全高效开采。
【背景技术】
[0002]目前，对地下矿山较破碎厚大矿体的开采一般选用盘区机械化上向分层充填采矿法。由于受分层采高较小、采场需大量支护、分层充填及采联压顶量较大的影响，制约了采矿综合生广能力的提尚。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是，提供一种预护顶阶段矿房与上向分层联合充填采矿法，能够对较破碎厚大矿体实施安全、高效、低成本开采。
[0004]本发明的技术方案如下:
一种预护顶阶段矿房与上向分层联合充填采矿法，其特征在于包括以下步骤:
A、盘区沿走向布置；盘区内间隔布置矿房和矿柱；
B、沿矿体走向将中段矿体划分成盘区，在垂直方向上将中段又划分成数个分段，在盘区内间隔布置矿房和矿柱；矿房先进行回采，采用阶段空场嗣后胶结充填采矿法；矿房回采完毕后，再进行回采矿柱，矿柱采用上向水平分层充填采矿法；
C、采用脉内、脉外联合采准方式，在阶段矿房回采前，在分段上盘支护巷内提前对上盘进行长锚索预支护；在顶柱下面的回风联络道内，对顶柱也要进行锚杆加金属网联合预支护；矿柱分层回采时，在靠近上盘Fl主断裂水平距离3m时，停止采矿，留作本分层的上盘护顶矿，在下分层回采时，再进行全部回收上一层预留的上盘护顶矿，同时，预留出下分层的上盘护顶矿；上盘护顶矿的回采与预留依次循环进行；
D、盘区矿房回采时，采用多分段平行作业；上下两个分段同时开采时，上分段超前下分段开采，超前距离不小于6m ;矿房采用后退式回采；盘区矿柱回采采用前进式分层回采；
E、盘区矿房回采采用凿岩机中深孔凿岩，阶段落矿嗣后充填，总体采矿顺序为下行式；盘区矿柱回采采用上向分层充填法，采矿顺序为上行式；
F、只有盘区矿柱相邻侧的两个矿房全部回采完毕后，才能对该矿柱进行回采；
G、盘区矿房出矿时，一部分从分段凿岩平巷出矿，其余部分从盘区底部相邻矿柱的拉底巷道出矿；
H、盘区矿房采用全胶结充填；盘区矿柱分层充填时，除胶结面采用胶结充填外，剩余部分采用尾砂或废石联合充填。
[0005]所述步骤A中盘区沿走向布置，长度60m，矿体宽度40m以上，中段高度为45m，分段高度15m，顶柱厚度3m。
[0006]所述步骤G中盘区矿房出矿时，小部分从分段凿岩平巷出矿，大部分从盘区底部相邻矿柱的拉底巷道出矿。
[0007]所述步骤H中，矿房充填总高度为42m，首先要充填3m高灰砂比为1:8的胶结充填体，然后再充填38.5m高灰砂比为1: 16的胶结充填体，最后充填0.5m厚灰砂比为1:8的胶结充填接顶，作为上一分段回采的底板；矿柱第一层充填要充填3m高灰砂比为1:8的胶结充填体，其它分层充填时，除胶结面采用0.4m厚灰砂比为1:8的胶结充填外，剩余部分1.6m采用尾砂或废石联合充填。
[0008]本发明的积极效果在于:
1、开采安全性高。盘区矿房凿岩作业在凿岩巷道内进行，出矿作业在盘区底部出矿进路或分段凿岩巷道出矿，无论凿岩作业及出矿作业均非常安全。
[0009]2、采场生产能力大。由于盘区矿房采用阶段空场嗣后胶结充填采矿法，利用YGZ-90中深孔钻机一次凿岩，分段平行落矿，采矿生产能力大。
[0010]3、回采率高，低贫损。盘区矿房采矿前，在分段上盘支护巷道内提前进行长锚索预支护，保证采场上盘主断裂安全，降低了贫化率；其次，盘区矿房为四周为原岩，采矿过程中未接触尾砂，避免了尾砂贫化及矿石损失。盘区矿柱在上向分层回采过程中，周边孔采用光面爆破控制技术，降低了尾砂贫化；对靠近上盘的回采，采用先预留3m厚的倒台阶护顶矿滞后一分层回采的方式，保证了上盘破碎带的安全，降低了废石贫化。
[0011]4、采准系数低。盘区矿房采用阶段空场嗣后胶结充填采矿法，采联不压顶，降低了采准工程量。
[0012]5、机械化程度高，无轨设备利用率高。由于盘区矿房凿岩量大、出矿量多，从而使凿岩及出矿作业均为连续作业，极大的提高了无轨设备的利用率。
[0013]6、充填作业效率高。盘区矿房回采完毕后，在出矿进路口及采联口砌筑封闭墙，即可对阶段矿房采空区进行一次充填。采空区长度为为矿体宽度40m以上，宽度为10m，高度为42m。取矿体平均宽度45m时，采空区体积为25650m3。矿房充填总高度为42m，充填时，首先要充填3m高灰砂比为1:8的胶结充填体，然后再充填38.5m高灰砂比为1:16的胶结充填体，最后充填0.5m厚灰砂比为1:8的胶结充填接顶，作为上一分段回采的底板。可连续进行充填作业，充填效率高。
[0014]7、部分废石可回填矿柱采场，节省坑内外运输及提升费用。
【附图说明】
[0015]图1为本发明采场结构示意图；
图2为图1的II 一 II尚]面图；
图3为图1的III一III#!]面图；
图4为图1的IV—IV#ij面图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】进一步说明本发明。
[0017]本发明实施例包括以下步骤:
1、盘区沿走向布置，长度60m，一般为40m以上的水平厚大矿体，中段高度为45m，分段高度15m，顶柱厚度3m，不留底柱及间柱。盘区内间隔布置矿房和矿柱，矿房和矿柱宽度均为 1m0
[0018]2、在矿体下盘布置无轨采准系统，参见图1、图2、图3和图4，
首先通过中段联络巷I施工中段运输巷2，然后在采场中部运输巷下盘施工装载巷3及中央溜矿井14，溜矿井倾角55°左右。垂直中段运输巷2向矿体下盘施工采场联络巷4。到达矿体下盘边界后，在盘区矿房内施工堑沟受矿巷7到达上盘并沿上盘施工上盘支护巷8，在盘区矿柱内施工拉底巷5，在拉底巷内，每隔6?8m掘出矿进路6连通堑沟受矿巷7。分别在堑沟受矿巷7、拉底巷5内施工回风天井24并使回风天井24与盘区上部回风联络道11贯通。在靠近顶柱下盘施工回风平巷10，使回风平巷10分别与回风联络道11、上中段运输巷9贯通。在垂直方向上每间隔15m，重复施工分段巷12、溜井联络道13、凿岩平巷15及上盘支护巷8。
[0019]3、对盘区矿房上盘及顶柱支护。
[0020]矿房上盘支护:为防止回采过程中上盘坍塌，在分段矿体回采前，必须在上盘支护巷道对上盘进行长锚索支护20。采用扇形长锚索支护方式，锚索长度10?12m，每排5?6根，排面间距2?3mο
[0021]顶柱支护:在分段回采前，为防止顶柱暴露面积过大，造成顶柱冒落，在回采前，必须在顶柱支护巷内对顶柱进行锚网联合支护21。锚杆采用用管缝式锚杆，杆长2.5 m，直径43mm，长期锚固力为30?40 KN。锚杆支护网度为1.5mX 1.5 m，金属网采用直径8 mm铁丝，编织网格为100 mmX10 mm，每张金属网大小为2.0 mX2.0 m。
[0022]4、对盘区矿柱上盘护顶矿的预留与回采。
[0023]矿柱分层回采时，分层采高2m，充填高度2m，控顶高度4m。靠近上盘Fl主断裂水平距离3m时，只回采0.5m厚的上盘矿体，留下1.5m厚的上盘矿体作为本分层的上盘护顶矿，本分层充填结束时，充填面与上盘护顶矿的自由空间高度为0.5m。在下分层回采时，再进行全部回收上一层预留的1.5m厚上盘护顶矿22，同时，预留出下分层的1.5m厚上盘护顶矿23。上盘护顶矿的回采与预留依次循环进行。