CN103233771B - 一种采空区充填处理过程中的接顶工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采空区充填处理过程中的接顶工艺，属于采矿工程技术领域。技术方案是：对采空区进行探测，得到顶板最高点位置坐标；在顶板最高点位置钻射充填钻孔，进行胶结充填；在充填钻孔的充填管上加装一个三通旋塞阀，通过三通旋塞阀在充填管上引出冲洗管路；当充填至距离顶板最高点位置1m时，将充填管延伸至离充填钻孔最远处，同时，在充填钻孔处加设1～1.5m高的临时挡墙；当胶结体充满后，继续进行充填；最后将三通塞阀打开，通过冲洗管路将水引走，完成充填接顶工作。本发明特别适合嗣后充填开采法过程中产生的采空区，充填接顶效果好、工作强度低，节约充填接顶成本，最大限度的实现空区的接顶，接顶效率高，保证矿山的正常生产。

Description

一种采空区充填处理过程中的接顶工艺

技术领域

本发明涉及一种采空区充填处理过程中的接顶工艺，属于采矿工程技术领域。

背景技术

近几年随着矿产资源开采向深度和广度的进行，采空区数量急剧增加。采空区的存在严重影响矿山的安全生产，也威胁着周围居民的生命财产安全和生态环境，成为为矿山重大危险源之一，必须尽快进行治理。目前，主要采用充填法进行处理，而充填处理过程中的接顶效果好坏，直接关系到采空区充填处理的效果和充填后采空区稳定性控制。在开采过程中，由于爆破施工的原因，最终形成采空区的顶板往往是凹凸不平，甚至存在很多死角，充填接顶存在较大难度；若接顶效果不佳，严重影响了最终采空区稳定性控制效果。现有技术采空区充填接顶工艺复杂、工作量大、接顶成本偏高、接顶效率偏低。

发明内容

本发明目的是提供一种采空区充填处理过程中的接顶工艺，既能简化接顶工艺，提高接顶效率，又能减少接顶工作量、缩短接顶工作工期、降低接顶费用、保证矿山正常生产，解决背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种采空区充填处理过程中的接顶工艺，包含如下步骤：①对采空区进行探测，得到采空区内部边界及体积大小，得到顶板最高点位置坐标；②在顶板最高点位置钻射充填钻孔，进行胶结充填；当充填至距离顶板最高点位置2.5-3.5-m时停止充填；③对顶板周围进行处理，去除突出的岩石，并使顶板周围具有8-10%的坡度；④在充填钻孔的充填管上加装一个三通旋塞阀，通过三通旋塞阀在充填管上引出冲洗管路，避免在开始充填前和充填结束时的大量冲洗管路水流进采空区；⑤采用胶结充填料，只要充填系统能够承受，不发生堵管现象，胶结充填料的浓度控制最高，继续进充填，当充填至距离顶板最高点位置1-1.5m时，将充填管延伸至离充填钻孔最远处，同时，在充填钻孔处加设1-1.5 m高的临时挡墙；⑥当胶结充填料充满后，继续进行充填，观察充填钻孔处临时挡墙，首先临时挡墙排出的是水，然后是细颗粒，当发现粗颗粒从临时挡墙中涌出时，停止充填；⑦将三通旋塞阀打开，通过冲洗管路将水引走，完成充填接顶工作。

只要充填系统能够承受，不发生堵管等现象，胶结充填料的浓度应是越高越好，胶结充填料浓度控制在70%以上；确保充填浓度，以及最后的冲洗水不进入采空区。

当胶结充填料充满后，充填管口附近沉积的一般都是高浓度的粗颗粒，而充填井口附近上部是自然分级的水和低浓度细颗粒。这时，充填不能停止，随着充填的继续，水首先从充填口临时挡墙溢流，接着是细颗粒，5-10min后，粗颗粒就会涌出；立即通知地表搅拌站停止充填并将三通旋塞阀打开，通过冲洗管路将水引走，完成充填工作。这时的充填体在凝固的过程中即使还会有一些收缩沉降，但充填井口临时挡墙围高形成的这部分充填料，在压差的作用下会对进充填体沉降进行补偿。

在进行充填过程中，充填倍线小于6，否则会造成堵塞管路现象，如倍线过大，则必须采取加压等措施。

本发明的有益效果：本发明特别适合嗣后充填开采法过程中产生的采空区，顶板凹凸不平，本发明充填接顶效果好、工作强度低，节约采空区充填接顶成本，可最大限度的实现空区的接顶，而且接顶效率高，保证矿山的正常生产。

附图说明

附图1为本发明实施例接顶示意图；

图中：1-穿脉平巷；2-充填平巷；3-充填管；4-冲洗管路；5-临时挡墙；6-运输平巷。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明做进一步说明。

实施例中，某铁矿于1975年开始较大规模的露天开采，于2001年7月和2003年10月，前后分两次对-60米中段矿产资源进行了开发建设，并于2010年开始-120m水平的三期开采建设。三期开采采用嗣后充填法开采，两步骤回采分段空场嗣后充填采矿法，先采矿柱，用尾砂胶结充填形成人工矿柱，后回采宽大矿房。若人工矿柱不能接顶，空顶高度较大会给二步骤矿房回采增添了难度，造成了生产上的被动局面。

充填处理前准备

在回采最后一个分层时，对爆破参数和回采工艺进行一定的调整。具体做法是：

l)实测并绘制分层空场形状草图；

2)在采场采矿方法设计图上，以充填井为中心，画出最终空场形状线；

3)按实际使用的炮孔网度，重新计算最后一个分层上向炮孔(挑顶孔)的深度和装药量，用上向孔挑顶后，布置一排微倾斜炮孔(倾角依最终空场形状而定)，按光面爆破方式设计爆破参数，进行压采，以使最终空场齐整。

4)前期充填采空区时，采用与背景技术充填方式相同的方法，依次充填。

采用本发明对三期嗣后开采形成的矿房采空区进行接顶，具体的参数是：

(1)矿房跨度40m，矿柱20m，首先采用空场法对矿房进行回采。

(2)采用CMS对采空区进行探测，并进行处理，得到采空区内部边界及体积大小，根据探测结果，得到顶板最高点位置坐标。

(3)根据实测结果，在顶板最高点位置钻射充填钻孔，进行胶结充填，胶结配比为1:8。充填钻孔当充填至距离顶板3m后停止充填；

(4)对顶板进行处理，去除过度突出的岩石，并具有9%的坡度。

(5)在充填管加装一个三通旋塞阀。

(6)采用高浓度胶结充填料，浓度控制在70%，继续进充填，当充填至距离顶板1m左右时，将充填管延伸至离充填口最远处，同时在充填口加设1～1.5 m高的临时挡墙。

(7)当胶结充填料充满后，继续进行充填，注意观察充填口临时挡墙，首先排出的是水，然后是细颗粒，当发现粗颗粒从临时挡墙中涌出时，停止充填。

(8)将三通旋塞阀打开，将冲洗管路水引走，完成充填接顶工作。

本发明极大地减少了物力、人力消耗，缩短了采充时间，更重要的是充填体与顶板形成了一个整体，为相邻矿房回采创造了良好的安全条件，有效控制采场顶板不发生岩移和沉降，保护好地表不塌陷。

Claims (3)

1.一种采空区充填处理过程中的接顶工艺，其特征在于包含如下步骤：①对采空区进行探测，得到采空区内部边界及体积大小，得到顶板最高点位置坐标；②在顶板最高点位置钻射充填钻孔，进行胶结充填；当充填至距离顶板最高点位置2.5-3.5m时停止充填；③对顶板周围进行处理，去除突出的岩石，并使顶板周围具有8%-10%的坡度；④在充填钻孔的充填管上加装一个三通旋塞阀，通过三通旋塞阀在充填管上引出冲洗管路；⑤采用胶结充填料，只要充填系统能够承受，不发生堵管现象，胶结充填料的浓度控制最高，继续进行充填，当充填至距离顶板最高点位置1-1.5 m时，将充填管延伸至离充填钻孔最远处，同时，在充填钻孔处加设1-1.5 m高的临时挡墙；⑥当胶结充填料充满后，继续进行充填，观察充填钻孔处临时挡墙，首先临时挡墙排出的是水，然后是细颗粒，当发现粗颗粒从临时挡墙中涌出时，停止充填；⑦将三通旋塞阀打开，通过冲洗管路将水引走，完成充填接顶工作。

2.根据权利要求1所述的一种采空区充填处理过程中的接顶工艺,其特征在于：胶结充填料浓度控制在70%以上。

3.根据权利要求1或2所述的一种采空区充填处理过程中的接顶工艺,其特征在于：在进行充填过程中，充填倍线小于6。