无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法.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CN106382118A(43)申请公布日2017.02.08(21)申请号201611085274.0(22)申请日2016.11.30(71)申请人长沙矿山研究院有限责任公司地址410012湖南省长沙市麓山南路343号(72)发明人赖伟(74)专利代理机构长沙智嵘专利代理事务所43211代理人刘宏(51)Int.Cl.E21C41/22(2006.01)E21F15/00(2006.01)E21F15/08(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法(57)摘要本发明公开了一种无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法，采取盘区式划分；盘区内以切割巷为起采线侧向回采，回采后形成采空区；采空区充填时，采用气囊将空区划分为预留切割巷和充填空间，然后在充填空间铺设充填袋，采用管道输送充填料浆充填，在充填过程中利用气囊进行加压、卸压或激振等方式促进料浆的流平；料浆充满后且在充填料浆终凝前向气囊内加压，以使气囊膨胀并挤压充填料浆，使得充填料浆密实并实现主动完全接顶充填；下一循环回采以气囊预留切割巷为起采线开采。实现充填体主动接顶，材料消耗少，所用气囊能够重复使用，能够实现资源的循环利用。适用于缓倾斜、倾斜薄矿脉采矿或者厚大矿体的安全连续高效开采。CN106382118ACN106382118A权利要求书1/2页1.一种无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法，其特征在于，包括以下步骤：a、对采场进行盘区式划分；b、盘区内以切割巷为起采线侧向回采，回采后形成采空区；c、采空区充填时，采用气囊将空区划分为预留切割巷和充填空间；d、在充填空间铺设充填袋，采用管道输送充填料浆充填，在充填过程中利用气囊进行加压、卸压、激振中的至少一种操作方式促进料浆的流平，料浆充满后且在充填料浆终凝前向气囊内加压，以使气囊膨胀并挤压充填料浆，使得充填料浆密实，并实现主动完全接顶充填；e、拆除气囊形成下一回采区域的爆破补偿空间或回采自由面。2.根据权利要求1所述的无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法，其特征在于，所述步骤c的具体实施步骤为：沿回采自由面长度方向每2m～10m安装一根用于铺设气囊的支柱；支柱安装完成后，将气囊铺设在预留切割巷侧，然后利用井下高压风或空压机对气囊进行充气，达到设计压力，即可开始充填准备工作；气囊为橡胶气囊，气囊规格根据预留切割巷确定；气囊长度为2m～80m，宽度为0.2m～5m，高度为0.2m～5m；气囊首选采用单条，当单条气囊不能满足要求时，采用多条气囊叠放；在气囊靠近充填空间侧设置导水板，提高充填料浆泌水速度，缩短充填料浆凝结时间。3.根据权利要求2所述的无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法，其特征在于，所述步骤d的具体实施步骤为：在充填空间两端架设透水充填挡墙，采用胶结充填料浆对充填空间进行充填；充填空间灌满胶结充填料浆后，在胶结充填料浆终凝前，采用井下高压风或空压机向气囊内加压，使气囊体积膨胀向充填体施加一个侧向的挤压力，从而实现主动完全接顶充填，并且充填体提供顶板初撑力，发挥充填体的主动承载作用；同时充填体受压起到密实充填体的作用，有利于提高充填体的强度。4.根据权利要求3所述的无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法，其特征在于，充填空间的充填采用袋式充填与气囊相结合的方式进行充填，充填袋按照充填空间尺寸加工而成，充填袋由土工布、蛇皮袋或透水不透骨料的膜材加工而成，充填空间充填时，在充填空间内布置充填袋，充填袋挂设于支柱上，气囊设于预留切割巷侧；或者气囊设于预留切割巷侧，充填空间直接进行充填；气囊表面喷刷脱模剂，以方便气囊脱模。5.根据权利要求4所述的无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法，其特征在于，所述步骤e的具体步骤为：当充填体养护达到设计强度要求，拆除临时充填挡墙，排空气囊，移除气囊，充填空间内的气囊移除后的空腔作为下一循环回采的爆破补偿空间或回采自由面。6.根据权利要求1至5中任一项所述的无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法，其特征在于，所述步骤a中对采场采取盘区式划分具体为：对采场采取盘区式划分，盘区内以切割巷或预留切割巷为起采线再划分分条；2CN106382118A权利要求书2/2页分条回采后形成空区。7.根据权利要求6所述的无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法，其特征在于，盘区沿采场走向的长度为40m～200m，回采工作面长度为20m～80m；当矿体厚度小于或等于4m时，一次采全厚；当矿体厚度大于8m时，盘区内沿竖向划分为多层，多层的每一分层内再划分为分条，相邻分层之间可以上向或者下向开采；当矿体厚度处于4m～8m时，根据开采技术条件选择采用盘区内沿竖向划分为单层或多层，当划分多层时，多层的相邻分层之间可以上向或者下向开采。8.根据权利要求7所