[發明專利]黃土間柱與預留薄條帶礦柱的地下支撐系統及施工方法

有效

• 申請號: 202011046608.X
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112228072B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 姜立春;沈彬彬;謝波;劉繼平
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;山西森澤能源科技集團有限公司
• 主分類號: E21C41/22
• 分類號: E21C41/22;E21F15/06;E21D15/48
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

1.黃土間柱與預留薄條帶礦柱的地下支撐系統的施工方法，其特征在于，包括若干個相互獨立的盤區（1），每個盤區（1）采用條帶式開采，每個條帶設置有采空區（11）和預留薄條帶礦柱（3）；

每個條帶的采空區（11）再劃分成若干個充填作業子單元；所述采空區（11）內布置若干個黃土間柱，每個黃土間柱（2）由若干黃土袋疊放而成；相鄰兩條帶采空區（11）的黃土間柱錯位布置，形成錯位框架結構；

所述預留薄條帶礦柱（3）和黃土間柱（2）之間的封閉空間填充廢石，主要起支撐采場周圍巖體，以減輕采場圍巖的變形和片落的作用；

所述方法包括以下步驟：

步驟a、將獨立盤區劃分為若干個相互獨立的盤區（1），每個盤區（1）內部進行條帶式回采，每n個條帶為一個作業單元，每個條帶包括采空區（11）和預留薄條帶礦柱（3）；每個條帶采空區（11）再細小分成多個充填作業子單元，采空區（11）不留鋁土礦護頂層;

步驟b、選擇溝谷平坦地帶，利用黃土運輸系統（5）將地表黃土下溜至井下集中區，利用編制袋人工或機械灌裝封口，

布置鉆地質套孔加配格篩，鉆孔直徑約為工字鋼格篩孔徑的1.2-1.4倍，將地表黃土下溜至井下集中區，利用編制袋人工或機械灌裝封口，每個鉆孔位置依據負擔盤區數量和采場面積大小而定；

步驟c、采空區（11）與運輸巷道（7）接觸位置、采空區（11）內部布置3-4個黃土間柱，利用小型鏟車運搬袋裝黃土，逐層疊放接頂，形成人工黃土間柱；黃土間柱縱截面呈梯形，頂端寬度L1為5.0-8.0m，臨近運輸巷道（7）的坡面角為80-90 °，空區內部的坡面角為30 -35°；

步驟d、充填廢石，利用車倒運廢石至采空區（11），利用小型反鏟或人工逐層壘高碾平，至采空區（11）高度的4/5，按子單元順序后退式充填作業；

步驟e、循環作業，后退式重復步驟c、步驟d，直至每個條帶采空區（11）作業結束；

步驟f、淋水固結封堵，兩側運輸巷道（7）的袋裝黃土間柱淋水，固結黃土，阻隔空氣進入采空區（11）通道，消除頂板硬質黏土巖風化條件。

2.根據權利要求1所述的黃土間柱與預留薄條帶礦柱的地下支撐系統的施工方法，其特征在于，每個黃土袋由地表黃土自溜下放至地下，利用人工或機械灌裝封口。

3.根據權利要求2所述的黃土間柱與預留薄條帶礦柱的地下支撐系統的施工方法，其特征在于，所述黃土間柱（2）縱截面呈梯形，頂端寬度為5.0-8.0m。

4.根據權利要求3所述的黃土間柱與預留薄條帶礦柱的地下支撐系統的施工方法，其特征在于，所述采空區（11）內部坡面角為30 -35°。

5.根據權利要求4所述的黃土間柱與預留薄條帶礦柱的地下支撐系統的施工方法，其特征在于，每個盤區（1）之間設有臨近運輸巷道（7）和穿脈巷道（8）。

6.根據權利要求5所述的黃土間柱與預留薄條帶礦柱的地下支撐系統的施工方法，其特征在于，所述臨近運輸巷道坡面角為80-90°。

7.根據權利要求6所述的黃土間柱與預留薄條帶礦柱的地下支撐系統的施工方法，其特征在于，所述預留薄條帶礦柱（3）主要分布于所述采空區（11）兩側，在廢石充填的三軸壓力作用下，主要起支撐采空區（11）的作用。

8.根據權利要求1~7任一項所述的黃土間柱與預留薄條帶礦柱的地下支撐系統的施工方法，其特征在于，所述預留薄條帶礦柱（3）小于1.0m，同時不預留鋁土礦護頂層。

9.根據權利要求8所述的黃土間柱與預留薄條帶礦柱的地下支撐系統的施工方法，其特征在于，所述黃土運輸系統（5）包括開設的若干鉆孔（4）和格篩，每個鉆孔（4）直徑為工字鋼格篩孔徑的1.2-1.4倍，每個鉆孔位置依據負擔盤區數量和盤區面積大小而定。