[發(fā)明專利]大面積貫通空區(qū)袋式分區(qū)分步充填治理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710092884.1
• 申請(qǐng)日: 2017-02-21
• 公開（公告）號(hào): CN106894838B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賴偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙礦山研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): E21F15/00
• 分類號(hào): E21F15/00;E21F15/04
• 代理公司: 長(zhǎng)沙智嶸專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43211
• 代理人: 劉宏

本發(fā)明公開了一種大面積貫通空區(qū)袋式分區(qū)分步充填治理方法，包括以下步驟：a、根據(jù)空區(qū)、礦柱賦存情況，將空區(qū)劃分為待充分區(qū)以及留空分區(qū)；b、待充分區(qū)外周構(gòu)筑條狀袋式充填擋墻；c、按治理順序逐步充填待充分區(qū)；d、完成空區(qū)的分區(qū)分步充填治理。解決大面積貫通空區(qū)圍擋、充填治理過程無法控制、充填質(zhì)量差和治理效果差的技術(shù)難題。能夠逐步排除大面積空區(qū)安全隱患，能夠控制采空區(qū)對(duì)地表、區(qū)域地質(zhì)環(huán)境的影響，避免采空區(qū)誘發(fā)的安全事故。適用于大面積貫通空區(qū)的處理，特別是緩傾斜礦體，采用房柱法和全面法開采后的空區(qū)治理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦山采空區(qū)治理技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種大面積貫通空區(qū)袋式分區(qū)分步充填治理方法。

背景技術(shù)

根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外礦山所采用的采空區(qū)處理方法，綜合歸納起來可分為：充填處理采空區(qū)、崩落圍巖處理采空區(qū)、留永久礦柱支撐采空區(qū)、隔離與疏導(dǎo)采空區(qū)和聯(lián)合法處理采空區(qū)五類，前四類是最基本的采空區(qū)處理方法，聯(lián)合法是采用上述幾種方法聯(lián)合處理采空區(qū)。

房柱法開采礦山，一般采用留永久礦柱支撐采空區(qū)，但近年來，大面積空區(qū)垮塌，冒落事故頻發(fā)，如2016年山東省臨沂市平邑縣“12·25”石膏礦垮塌事故等，這些事故對(duì)區(qū)域地質(zhì)、環(huán)境和礦山造成了巨大的損害。這類空區(qū)多存在如下問題：第一礦山未按設(shè)計(jì)預(yù)留足夠的礦柱支撐采空區(qū)；第二由于巖體的力學(xué)離散特性，地質(zhì)構(gòu)筑的復(fù)雜性，礦柱設(shè)計(jì)時(shí)所依據(jù)的資料不完整，礦柱設(shè)計(jì)強(qiáng)度不夠；第三礦柱在高應(yīng)力的作用下，同時(shí)受風(fēng)化、水等的侵蝕，巖體的力學(xué)強(qiáng)度降低，造成礦柱支撐力下降。

空區(qū)面積大，空區(qū)內(nèi)存在大量的礦柱，礦柱的損傷使鄰近礦柱的載荷顯著增大，超過礦柱極限承載能力，造成礦柱的“多米勒骨牌連鎖效應(yīng)”，導(dǎo)致大面積的礦柱失穩(wěn)，造成采空區(qū)的大面積冒落。

大面積空區(qū)最好的處理方法是充填處理法。充填法處理空區(qū)一般選擇在礦柱間構(gòu)筑擋墻，但大面積貫通空區(qū)出口多，擋墻數(shù)量多、斷面大、構(gòu)筑難度大、構(gòu)筑成本高和勞動(dòng)強(qiáng)度大，人員需長(zhǎng)時(shí)間在空區(qū)內(nèi)作業(yè)，安全性差，因此往往難以實(shí)施。大面積空區(qū)出口多，面積覆蓋范圍廣，要一次充填，空區(qū)的封堵工程量大，封堵的周期長(zhǎng)，實(shí)施困難；充填過程控制難度大，充填質(zhì)量無法保障；充填不能接頂或快速接頂，發(fā)揮充填體的承載作用，不能從根本消除空區(qū)安全隱患，效果難以滿足安全要求；全面充填一次投資巨大、成本高等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種大面積貫通空區(qū)袋式分區(qū)分步充填治理方法，以解決現(xiàn)有大面積貫通空區(qū)圍擋充填治理過程無法控制、充填質(zhì)量差、治理效果差和費(fèi)用高的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供一種大面積貫通空區(qū)袋式分區(qū)分步充填治理方法，利用袋式充填圍擋技術(shù)，對(duì)存在安全隱患的空區(qū)，采取分區(qū)分步治理或條帶間隔充填治理，包括以下步驟：a、根據(jù)空區(qū)、礦柱賦存情況，將空區(qū)劃分為待充分區(qū)以及留空分區(qū)；b、待充分區(qū)外周構(gòu)筑條狀袋式充填擋墻；c、按治理順序逐步充填待充分區(qū)；d、完成空區(qū)的分區(qū)分步充填治理。

進(jìn)一步地，步驟a中的待充分區(qū)為針對(duì)存在安全隱患的區(qū)域劃分形成的局部分區(qū)。

進(jìn)一步地，步驟b中，采用局部分區(qū)填充治理方式；根據(jù)分區(qū)范圍，對(duì)待處理的存在安全隱患的局部分區(qū)外周構(gòu)筑條狀袋式充填擋墻圍擋，然后對(duì)圍擋后的區(qū)域進(jìn)行低強(qiáng)度或分級(jí)尾砂充填；步驟c中的治理順序?yàn)榘凑湛諈^(qū)安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)由高到低逐步進(jìn)行充填；步驟d中的完成充填的分區(qū)充填治理為有安全風(fēng)險(xiǎn)的空區(qū)得到處理，或空區(qū)全面充填。

進(jìn)一步地，步驟a中的待充分區(qū)為針對(duì)存在安全隱患的空區(qū)整體劃分形成的分條間隔分區(qū)。

進(jìn)一步地，步驟b中，采取分條間隔充填治理的方式；沿空區(qū)治理區(qū)域長(zhǎng)度方向，將空區(qū)劃分為相間的隔離條帶和空區(qū)條帶，僅對(duì)隔離條帶進(jìn)行充填；間隔條帶充填時(shí)首先在條帶外周構(gòu)筑條狀袋式充填擋墻，然后對(duì)擋墻圍擋間隔條帶之間空區(qū)進(jìn)行低強(qiáng)度或分級(jí)尾砂充填；步驟c中的治理順序?yàn)榘凑湛諈^(qū)安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)由高到低逐步進(jìn)行充填。