[發明專利]空場開采嗣后充填采空區的鋼絲繩膠結充填方法

無效

• 申請號: 201110340665.3
• 申請日: 2011-11-02
• 公開（公告）號: CN102373955A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 李德;余健;吳東旭;汪德文;艾春龍;孫宏生;呂振江
• 申請（專利權）人: 玉溪礦業有限公司;中南大學
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司 53100
• 代理人: 金耀生

技術領域

本發明涉及金屬礦床地下開采技術領域，具體是空場開采嗣后充填采礦工藝中的鋼絲繩膠結充填采空區的方法。

背景技術

采礦方法是金屬礦床地下開采的核心技術，主要包括空場采礦法、崩落采礦法和充填采礦法三大類。其中充填采礦法可將選礦排放的尾礦、采掘過程中排出的廢石等回填采空區，使得這種采礦方法不僅具有礦石回收率高、回采作業安全等優點，還解決了工業廢料地表排放的難題，保護了地表環境。因此，充填采礦法是一種綠色、環保可持續的采礦方法，具有廣闊的發展前景。?

充填采空區是充填采礦方法重要的工藝環節。根據回采工藝不同，采空區充填分為邊采邊充和采后一次充填（空場開采嗣后充填）兩種方式。前者不僅將充填體用于控制采場地壓，同時還用作工作平臺；后者充填體僅用于控制采場地壓，具有充填體積大、周期長的特點。利用充填體作為人工礦柱支撐采空區頂板，維護回采作業的安全，是充填采礦法最大限度地回收礦石，實現安全生產的根本保障。不論那種充填方式最重要的目的都是控制采場地壓，因此，充填體必須具有足夠的強度。

傳統的提高充填體強度的方法，是向充填料中添加水泥或具有膠結性能的水泥代用材料。由于水泥價格高，多數礦山水泥代用材料來源困難，加上用量巨大，使得充填采礦法成本高，限制了它的使用范圍。為了降低充填成本，生產實際中在充填料中添加的水泥，或水泥代用材料往往較少，使得充填體的抗壓強度一般較低，大都在2.0MPa以下。前面講的還只是抗壓強度，實際上充填體在作為人工礦柱，支撐采空區頂板維護回采作業安全的過程中，由于充填體的形狀各異和原巖應力的不同，其受力情況非常復雜，往往是充填體除整體承受壓應力外，經常還在一些局部區域承受拉應力。因此，充填體僅具有抗壓強度是不夠的，在有些情況下還必須具有一定的抗拉強度，才能保持采空區的穩定，維護回采作業的安全。而提高充填體的抗拉強度，僅依靠向充填料添加水泥或水泥代用材料是遠遠不夠的，必須采用新技術。?

發明內容

本發明的目的是提供一種可增加膠結充填體的整體抗拉強度和穩定性的空場開采嗣后充填采空區的鋼絲繩膠結充填方法。

本發明是這樣實現的：在膠結充填體內布置鋼絲繩，形成鋼絲繩膠結充填體，以提高充填體的抗拉強度。

其基本原理與在混凝土中布置鋼筋形成鋼筋混凝土相似，鋼筋混凝土利用鋼筋較高的抗拉強度，增加混凝土的抗拉強度；鋼絲繩膠結充填體是利用鋼絲繩較高的抗拉強度，增加膠結充填體的抗拉強度。鋼絲繩在膠結充填體內的布置方式、密度及鋼絲繩的抗拉強度，根據充填體的受力情況而定。既可均勻布置鋼絲繩以增加膠結充填體的整體抗拉強度和穩定性，也可根據充填體內拉應力的分布情況，有選擇性地布置鋼絲繩以增加充填體局部區域的抗拉強度。

附圖說明

圖1是本發明的鋼絲繩均勻布置尾砂膠結充填示意圖。

圖2是本發明的鋼絲繩均勻布置廢石膠結充填示意圖。

圖3是本發明的鋼絲繩非均勻布置尾砂膠結充填示意圖。

圖4是本發明的鋼絲繩非均勻布置廢石膠結充填示意圖。

圖5是本發明的鋼絲繩均勻布置廢石膠結充填與尾砂充填相結合示意圖。

圖6是本發明的鋼絲繩非均勻布置廢石膠結充填與尾砂充填相結合示意圖。

圖中，1―運輸巷道，2―裝礦巷道，3―鋼絲繩，4―尾砂膠結充填體，5―未采礦體，6―切頂鑿巖巷道，7―頂板巖層錨固鋼絲繩，8―廢石膠結充填體，9―崩下礦石，10―尾砂充填體。

具體實施方式

采礦作業中根據空場開采嗣后充填（采后一次充填）采礦工藝，本發明的鋼絲繩膠結充填方法，是在膠結充填體內布置鋼絲繩，形成鋼絲繩膠結充填體，以提高充填體的抗拉強度。鋼絲繩膠結充填技術可能采取下述三種實施方式。

實施例1：

如圖1所示，先在采空區內均勻布置鋼絲繩之后進行尾砂膠結充填，這種布置方式可大幅度提高充填體豎直方向的抗拉強度，從整體上增加充填體的穩定性。當采用廢石膠結充填時（如圖2所示），由于充填體強度更高與鋼絲繩結合更緊密，加固效果更好。

?實施例2：