一种分区空场嗣后充填空区采矿方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113530547A(43)申请公布日2021.10.22(21)申请号202110866702.8(22)申请日2021.07.29(71)申请人东北大学地址110169辽宁省沈阳市浑南区创新路195号(72)发明人任凤玉丁航行何荣兴周颜军任思潼(74)专利代理机构北京易捷胜知识产权代理事务所(普通合伙)11613代理人韩国胜(51)Int.Cl.E21C41/22(2006.01)E21F15/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种分区空场嗣后充填空区采矿方法(57)摘要本发明提供一种分区空场嗣后充填空区采矿方法，包括空场法采矿和采空区充填，空场法采矿过程中，将矿体沿延深方向按照矿体的铅垂面划分成分区，每一分区的宽度根据该分区内采空区允许冒落的高度所对应的采空区允许跨度确定，分区之间留有支撑开采过程中顶板岩层的永久分区矿柱，每一分区内矿体用空场法连续全部开采；采空区允许冒落的高度位于受地表影响的强度弱化岩层下方；采空区充填过程中，在一个分区回采结束后，封堵该分区内空区与工作面的所有通口，对该分区内采后冒落空区进行充填。消除了采矿与充填工序的相互干扰，同时增大空场尺寸，实现采矿成本最低化与产能最大化。CN113530547ACN113530547A权利要求书1/2页1.一种分区空场嗣后充填空区采矿方法，包括空场法采矿和采空区充填，其特征在于，空场法采矿过程中，将矿体沿延深方向按照矿体的铅垂面划分成分区，每一分区的宽度根据该分区内采空区允许冒落的高度所对应的采空区允许跨度确定，分区之间留有支撑开采过程中顶板岩层的永久分区矿柱，每一分区内矿体用空场法连续全部开采；采空区充填过程中，在一个分区回采结束后，封堵该分区内空区与工作面的所有通口，对该分区内采后冒落空区进行充填；所述采空区允许冒落的高度位于受地表影响的强度弱化岩层下方。2.根据权利要求1所述的分区空场嗣后充填空区采矿方法，其特征在于，分区宽度的确定，包括：式中，L为分区宽度，单位为m；h为采空区允许冒落的高度，单位为m；σc为采空区上覆岩体的抗压强度，单位为t/m2；d为采空区顶板围岩承受水平压力的等价厚度，单位为m；H为采空区底板埋深，即采空区底板距离地表的高度，单位为m；γ为上覆岩体平均容重，单位为t/m3。3.根据权利要求1所述的分区空场嗣后充填空区采矿方法，其特征在于，采空区允许冒落的高度位于距地表1.5～2.0倍于强度弱化岩层厚度的下方。4.根据权利要求1所述的分区空场嗣后充填空区采矿方法，其特征在于，分区矿柱宽度的确定，包括：式中，B为永久矿柱宽度，单位为m；L1、L2为相邻两个分区的宽度，单位为m；H为采空区底3板埋深，单位为m；γ为上覆岩体平均容重，单位为t/m；σc为采空区上覆岩体的抗压强度，单位为t/m2。5.根据权利要求1所述的分区空场嗣后充填空区采矿方法，其特征在于，空场法采矿过程中，在回采工作面达到分区宽度的2/3时，在该分区预先控制的冒落采空区的顶部，从地表或井下填充水平向采空区钻进Φ120～Φ150mm的监测充填孔，用于采空区冒落进程监测与嗣后充填。6.根据权利要求5所述的分区空场嗣后充填空区采矿方法，其特征在于，根据采空区形态和充填体漫流角确定监测充填孔的位置和间距。7.根据权利要求1所述的分区空场嗣后充填空区采矿方法，其特征在于，所述每一分区内矿体用空场法连续全部开采，包括：分区内矿体设置若干个采场开采，沿走向开采到矿体的全长，每一采场布置凿岩与出矿工程，空场法条件下连续崩落与采出矿石，根据矿体厚度采用分段或阶段凿岩，崩落的矿石由底部结构放出；采场之间不留任何矿柱，连续扩展采空区。8.根据权利要求1所述的分区空场嗣后充填空区采矿方法，其特征在于，分区宽度为水平宽度；当矿体为倾斜矿体时，根据采空区中点的允许冒落高度计算分区宽度。2CN113530547A权利要求书2/2页9.根据权利要求1所述的分区空场嗣后充填空区采矿方法，其特征在于，采空区充填过程中，采用尾砂进行首次充填。10.根据权利要求1所述的分区空场嗣后充填空区采矿方法，其特征在于，充填体凝缩后，采用膨胀材料进行二次充填。3CN113530547A说明书1/6页一种分区空场嗣后充填空区采矿方法技术领域[0001]本发明属于金属矿床地下采矿技术领域，尤其涉及一种分区空场嗣后充填空区采矿方法。背景技术[0002]我国金属矿床资源丰富但禀赋差，随着高品位矿床开采殆尽，低品位金属矿床已成为重要战备资源，而开采环境的保护需求日益增大，因此迫切需要低成本与保护地表环境的开采新方法。[0003]为保护地表环境不被破坏需要充填采空区，充填采矿法近年得到大力发展，其中为降低生产成本与提高