CN106382118A - 无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法

技术领域

本发明涉及矿石采矿作业技术领域，特别地，涉及一种缓倾斜、倾斜薄矿脉采矿或者厚大矿体的安全连续开采方法。

背景技术

缓倾斜极薄到薄矿体一般采用壁式崩落法、全面法、房柱法等进行开采。其中壁式崩落法由于效率低，木材耗量大，安全条件差，已经很少矿山采用。全面法和房柱法由于需要留设大量的矿柱，并且矿柱回采条件极差，不利于资源的充分利用。这类矿体越来越多的采用充填开采法进行回采。

壁式充填采矿法具有生产能力大，采幅容易控制，成本低，是回采这类矿体较好方案。该法先划分为盘区，在盘区内沿采场长度方向划分分条(分条宽度根据矿岩稳固性确定)，凿岩采用手持式浅孔凿岩机或凿岩台车，回采时采场沿长度逐条连续回采，回采一分条即跟随充填一个分条，并在回采的下一分条与已采分条间架设连续充填挡墙，将已采分条分隔为预留切割巷和充填空间，下一循环回采以预留切割巷为自由面回采落矿。该法需要构筑连续充填隔离墙，构筑工艺复杂，构筑工程量大，劳动强度大，机械化程度低，连续长挡墙的可靠性差，容易发生漏浆事故，造成井下环境污染，安全事故等。连续墙构筑施工工期长，用混凝土或者砖砌挡墙，均需养护达到一定强度，才能开始充填作业，影响整个循环周期。充填挡墙材料一般无法全部回收利用，木材等消耗量大，浪费资源。连续墙的构筑均在空区内，连续墙的构筑时间越长，安全性愈差。充填接顶难，不能充分发挥充填体的承载作用，容易造成空区大面积悬顶、顶板离层破坏等，后续开采矿体受压增大，造成矿体损伤；现用充填方法，充填完成后，顶板下移后才被动的提供支撑力，充填体不能及时提供给顶板初撑力，造成顶板在充填后还继续发生严重损伤，影响后续回采过程的安全和资源回收。

发明内容

本发明提供了一种无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法，以解决现有针对缓倾斜极薄到薄矿体的开采方法，需要构筑连续充填隔离墙，连续墙的构筑均在空区内，连续墙的构筑时间越长，安全性愈差；连续墙的构筑工艺复杂，工期长；充填接顶难，不能主动接顶，不能发挥充填体主动承载作用，造成后续开采矿体受压增大，造成矿体及顶板损伤，影响回采安全和资源回收的技术问题。

本发明提供一种无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法，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。

进一步地，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。导水板还可以采用导水膜材或者管道。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，步骤a中区域划分具体为：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；分条回采后形成空区。

进一步地，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切割巷以及分条，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。当划分为多层时，分层之间采取上向或下向回采，当岩体稳定性差时，采取下向回采，推荐采取上下层分条垂直或者斜交布置较好，并且上分层分条采取高强度充填；当岩体稳定性好，采取上向回采。

进一步地，回采跨度根据顶板允许的最大安全暴露跨度确定，选取满足回采工作安全要求的最大跨度，宽度为2m～15m；分条布置形式根据矿体的倾角和出矿设备采用垂直矿体走向布置或沿矿体走向布置；或者当矿体倾角大于10°时，切割巷道及工作面采用伪倾斜布置，以利于无轨设备的运行。

进一步地，步骤b中回采出矿具体为：回采时以切割巷为起采线向一侧或两侧回采推进，盘区内可布置多条切割巷和/或多个回采工作面循环或同时进行开采，以提高盘区生产能力；回采时根据顶板的稳定性，以及顶板稳定性实时监测数据，调控一次回采的跨度，当稳固性差时缩小回采跨度，及时进行充填作业，控制顶板暴露跨度；反之当稳固性好时增大回采跨度，实现回采跨度的实时动态调控；凿岩采用手持式浅孔凿岩机或凿岩台车；炮孔沿切割巷的一侧布置，一次落矿量大，要求预留的空间宽度大，预留空间满足凿岩工作的要求，适用于顶板稳固的矿体；或者炮孔按分条宽布置，一次落矿量小，预留切割巷作为回采自由面，预留切割巷只需满足爆破补偿空间的要求，有利于及时进行顶板支护，控制顶板的稳定性，适用于顶板稳定性差时；出矿采用铲运机或电耙。

进一步地，预留切割巷的宽度为L1，L1为0.2m～5m，充填空间的宽度为L2；每次回采后的空区划分为预留切割巷和充填空间，L1和L2为暴露跨度，暴露跨度根据顶板的稳定性确定。

本发明具有以下有益效果：

本发明无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法，无需构筑复杂的连续充填隔离墙，降低施工现场管理难度，提高充填采矿的安全可靠性；有利于缩短采矿循环时间，提高采矿效率和安全性；充填料浆充满充填空间后，向气囊充气，气囊膨胀，气囊挤压充填料浆，对充填料浆施加预应力，提供顶板初撑力，实现充填体主动接顶，发挥充填体主动承载作用，防止充填后顶板发生严重损伤，能够很好的解决充填接顶问题；同时充填体受压有利于加快充填料浆泌水凝结速度，提高充填体早期强度，缩短采矿循环周期，再者充填体受压有利于提高充填体强度性能，降低充填成本；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，有利于低耗开采；无矿柱连续充填开采，生产能力大，矿石资源综合回收利用率高，充填法处理采空区，废弃物资源化利用、减少废弃物外排、保护生态和地质环境。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，以及“三下一上”矿体的安全开采。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法的实施步骤框图；

图2是本发明优选实施例的无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法的结构示意图；

图3是本发明优选实施例的空区分隔的示意图；

图4是本发明优选实施例的回采的示意图。

图例说明：

1、回采自由面；2、预留切割巷；3、充填空间；4、运输平巷；5、已充填分条；6、回采工作面；7、回风平巷。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本发明优选实施例的无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法的实施步骤框图；图2是本发明优选实施例的无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法的结构示意图；图3是本发明优选实施例的空区分隔的示意图；图4是本发明优选实施例的回采的示意图。

如图1和图2所示，本实施例的无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法，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。本发明无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法，无需构筑复杂的连续充填隔离墙，降低施工现场管理难度，提高充填采矿的安全可靠性；有利于缩短采矿循环时间，提高采矿效率和安全性；充填料浆充满充填空间后，向气囊充气，气囊膨胀，气囊挤压充填料浆，对充填料浆施加预应力，提供顶板初撑力，实现充填体主动接顶，发挥充填体主动承载作用，防止充填后顶板发生严重损伤，能够很好的解决充填接顶问题；同时充填体受压有利于加快充填料浆泌水凝结速度，提高充填体早期强度，缩短采矿循环周期，再者充填体受压有利于提高充填体强度性能，降低充填成本；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，有利于低耗开采；无矿柱连续充填开采，生产能力大，矿石资源综合回收利用率高，充填法处理采空区，废弃物资源化利用、减少废弃物外排、保护生态和地质环境。由于有充足的补偿空间，回采步距和回采面积大幅提升，一次回采爆破量大，采矿生产能力大幅度提高。采矿、空区协同处理，不存在空区隐患。爆破指向侧面，利于控制顶板稳定性。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，以及“三下一上”矿体的安全开采。

本实施例中，步骤c的具体实施步骤为：沿回采自由面1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2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。气囊为橡胶气囊或者其他能够充放气的空腔结构囊体，气囊规格根据预留切割巷2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。

本实施例中，步骤d的具体实施步骤为：在充填空间3两端架设透水充填挡墙。采用胶结充填料浆对充填空间3进行充填。充填空间3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。能够解决充填接顶问题。充填料浆充满充填空间后，向气囊充气，气囊膨胀，气囊挤压充填料浆，对充填料浆施加预应力，提供顶板初撑力，实现充填体主动接顶，发挥充填体的主动承载作用，防止充填后顶板发生严重损伤；同时充填体受压有利于加快充填料浆泌水凝结速度，再者充填体受压有利于提高充填体强度性能，有利于降低充填成本。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，有利于低耗开采。无矿柱连续充填开采，生产能力大，矿石资源综合回收利用率高，充填法处理采空区，废弃物资源化利用、减少废弃物外排、保护生态和地质环境。

本实施例中，充填空间3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3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3充填时，在充填空间3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。可选地，气囊设于预留切割巷侧，充填空间3直接进行充填。气囊表面喷刷脱模剂，以方便气囊脱模。向气囊充气可以向充填料浆施加预应力，提供初撑力，能够实现充填体主动接顶，发挥充填体的主动承载作用；向充填体施加压力，有利于加快充填料浆的泌水凝结速度，提高早期强度，同时有利于充填体的密实，从而提高充填体强度性能，降低充填成本。爆破指向侧面，利于控制顶板稳定性。橡胶气囊架设方便快速，劳动强度小，并且可以重复使用，节省资源。充填袋具有隔离作用，能防止充填体混入崩落矿石，有利于降低贫化。充填袋具有限制作用，可以采用胶结充填，也可以采用非胶结充填，有利于降低采矿综合成本。充填袋具有过滤渗透作用，能够加快充填体的脱水速度，有利于充填体的凝固。

本实施例中，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3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1。

本实施例中，步骤a中区域划分具体为：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；分条回采后形成空区。

本实施例中，盘区沿采场走向的长度为40m～200m。回采工作面6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切割巷以及分条，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。当划分为多层时，分层之间采取上向或下向回采，当岩体稳定性差时，采取下向回采，推荐采取上下层分条垂直或者斜交布置较好，并且上分层分条采取高强度充填；当岩体稳定性好，采取上向回采。

本实施例中，回采跨度的宽度根据顶板允许的最大安全暴露跨度确定。选取满足回采工作安全要求的最大跨度，宽度为2m～15m。可选地，分条布置形式根据矿体的倾角和出矿设备采用垂直矿体走向布置或沿矿体走向布置；或者当矿体倾角大于10°时，切割巷道及工作面采用伪倾斜布置，以利于无轨设备的运行。

如图4所示，本实施例中，步骤b中回采出矿具体为：回采时以切割巷为起采线向一侧或两侧回采推进，盘区内可布置多条切割巷和/或多个回采工作面6循环或同时进行开采，以提高盘区生产能力。回采时根据顶板的稳定性，以及顶板稳定性实时监测数据，调控一次回采的跨度，当稳固性差时缩小回采跨度，及时进行充填作业，控制顶板暴露跨度，反之当稳固性好时增大回采跨度，实现回采跨度的实时动态调控。凿岩采用手持式浅孔凿岩机或凿岩台车。可选地，炮孔沿切割巷的一侧布置，一次落矿量大，要求预留的空间宽度大，预留空间满足凿岩工作的要求，适用于顶板稳固的矿体。可选地，炮孔按分条宽布置，一次落矿量小，预留切割巷2作为回采自由面1。预留切割巷2只需满足爆破补偿空间的要求，有利于及时进行顶板支护，控制顶板的稳定性，适用于顶板稳定性差时。出矿采用铲运机或电耙。

如图3所示，本实施例中，预留切割巷2的宽度为L1，L1为0.2m～5m，充填空间3的宽度为L2。每次回采后的空区划分为预留切割巷2和充填空间3，L1和L2为暴露跨度，暴露跨度根据顶板的稳定性确定。由于靠近工作区域为一个泄压区，即充填后充填体能够自立后就可以进行下一步骤的采矿，可实现循环连续回采。由于有充足的补偿空间，回采步距和回采面积大幅提升，一次回采爆破量大，采矿生产能力大幅度提高。采矿、空区协同处理，不存在空区隐患。向气囊充气可以向充填料浆施加预应力，提供初撑力，能够实现充填体主动接顶，充填体主动承载，降低顶板损伤，为后续矿体安全回采创造有利条件；向充填体施加压力，有利于提高充填体强度性能，降低充填成本。

实施时，提供一种无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法，能够实现矿石资源安全、低耗、连续高效、绿色开采。

采场采取盘区式划分，盘区长度为40m～200m，回采工作面6长为20～80m。分条宽度根据顶板允许的最大暴露跨度确定，一般为2m～15m，以满足回采工作安全的要求而不需支护的最大跨度为最佳。分条布置形式根据矿体的倾角和出矿设备可采用垂直走向，沿走向或伪倾斜布置。其中当矿体倾角大于10°时，切割巷道及工作面采用伪倾斜布置，更利于无轨设备的运行。

采准工程主要包括：运输平巷4，回风平巷7，切割巷，当采用溜井装矿时，还包括矿石溜井。

如图4所示，回采出矿：回采时以切割巷为回采工作面6向一侧或两侧回采推进，盘区内可布置多条切割巷，多个回采工作面6循环或同时进行开采，提高盘区生产能力。凿岩采用手持式浅孔凿岩机或凿岩台车。炮孔沿壁式工作面布置或者按分条宽布置，前者一次落矿大，但是要求预留的空间宽度大，必须满足凿岩工作的要求，该法更适用于顶板稳固的矿体；后者一次落矿量小，预留切割巷2作为回采自由面1，预留切割巷2只需满足爆破补偿空间的要求，有利于及时进行顶板支护，控制顶板的稳定性，顶板稳定性较差时采用该方案较好。出矿采用铲运机或电耙。

如图3所示，预留切割巷：如图3所示，预留切割巷2，宽度为L1，宽度为0.2m～5m。充填空间3，宽度为L2。预留切割巷2和充填空间3为回采后的空区，L1+L2为暴露跨度，根据顶板的稳定性确定。一个分条回采后，在距离回采工作面6的L1处，沿回采工作面6长度方向每2m～10m安装一根支柱，支柱的作用一方面是限定气囊，另一方面是挂设充填袋。支柱安装完成后，将气囊铺设在预留切割巷2侧，然后利用井下高压风或空压机进行充气，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2确定，长度为2m～80m，宽度为0.2m～5m，高度为0.2m～5m。气囊规格可定制，当单条气囊不能满足要求时，可以多条叠放。爆破指向侧面，利于控制顶板稳定性。

充填：可采用袋式与气囊充填或气囊直接充填。袋式与气囊充填：充填空间3采用袋式充填法，充填时首先在充填空间3内布置充填袋，充填袋按照充填空区尺寸加工而成，充填袋由土工布或蛇皮袋或透水不透骨料的膜材加工。然后在分条两端架设透水充填挡墙，上述工程完毕后，采用胶结充填料浆进行充填。气囊直接充填：直接进行充填，其中直接进行充填时，为了橡胶气囊更容易脱模，充气后在气囊上喷刷脱模剂。

充填体接顶：一方面，充填过程中，采取向气囊加压、卸压或激振等方式促进料浆的流平，防止形成充填隔墙；另一方面，充填空间灌满充填料浆后，在充填料浆终凝前，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，从而实现完全接顶充填，充填体主动接顶，充填体提供给顶板初撑力，发挥充填体的主动承载作用。同时，起到密实充填体的作用，加速充填料浆泌水凝结的速度，提高充填体早期强度，降低充填成本。

当充填体养护达到设计强度要求，拆除分条两端的临时充填挡墙，排空气囊，移除气囊，作为下一分条回采的爆破补偿空间或回采自由面1。

厚大矿体开采：

厚大矿体先划分为盘区，盘区内划分为分层，分层内再划分为分条，然后回采步骤同缓倾斜薄矿脉的开采。

采用本方法无需构筑复杂的连续充填隔离墙，能够实现充填主动全面接顶。该法能够降低施工现场管理难度，提高了充填采矿的安全可靠性；有利于缩短采矿循环时间，提高采矿效率。可实现循环连续回采，由于靠近工作区域为一个泄压区，即充填后充填体能够自立后就可以进行下一步骤的采矿。由于有充足的补偿空间，回采步距和回采面积大幅提升，一次回采爆破量大，采矿生产能力大幅度提高。采矿、空区协同处理，不存在空区安全隐患。向气囊充气可以向充填料浆施加预应力，能够实现充填体主动接顶，充填体提供给顶板初撑力，发挥充填体的主动承载作用，降低顶板损伤，为后续矿体安全回采创造有利条件；向充填体施加压力，有利于加速充填料浆泌水凝结速度，提高充填体早期强度，缩短采矿循环周期，同时有利于提高充填体强度性能，降低充填成本。爆破指向侧面，利于控制顶板稳定性。橡胶气囊架设方便快速，劳动强度小，并且可以重复使用，节省资源。充填袋具有隔离作用，能防止充填体混入崩落矿石，有利于降低贫化。充填袋具有限制作用，可以采用胶结充填，也可以采用非胶结充填，有利于降低采矿成本。充填袋具有过滤渗透作用，能够加快充填体的脱水速度，有利于充填体的凝固。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

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；

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所述的无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法，其特征在于，

回采跨度根据顶板允许的最大安全暴露跨度确定，选取满足回采工作安全要求的最大跨度，宽度为2m～15m；

分条布置形式根据矿体的倾角和出矿设备采用垂直矿体走向布置或沿矿体走向布置；或者

当矿体倾角大于10°时，切割巷道及工作面采用伪倾斜布置，以利于无轨设备的运行。

9.根据权利要求7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b中回采出矿具体为：

回采时以切割巷为起采线向一侧或两侧回采推进，盘区内可布置多条切割巷和/或多个回采工作面循环或同时进行开采，以提高盘区生产能力；

回采时根据顶板的稳定性，以及顶板稳定性实时监测数据，调控一次回采的跨度，当稳固性差时，缩小回采跨度，及时进行充填作业，控制顶板暴露跨度；反之当稳固性好时增大回采跨度，实现回采跨度的实时动态调控；

凿岩采用手持式浅孔凿岩机或凿岩台车；

炮孔沿切割巷的一侧布置，一次落矿量大，要求预留的空间宽度大，预留空间满足凿岩工作的要求，适用于顶板稳固的矿体；或者

炮孔按分条宽布置，一次落矿量小，预留切割巷作为回采自由面，预留切割巷只需满足爆破补偿空间的要求，有利于及时进行顶板支护，控制顶板的稳定性，适用于顶板稳定性差时；

出矿采用铲运机或电耙。

10.根据权利要求9所述的无隔离墙主动接顶壁式充填采矿法，其特征在于，

预留切割巷的宽度为L1，L1为0.2m～5m，充填空间的宽度为L2；

每次回采后的空区划分为预留切割巷和充填空间，L1和L2为暴露跨度，暴露跨度根据顶板的稳定性确定。