[发明专利]一种采用大断面连续回收残留顶底柱的方法

说明书

本发明公开了一种采用大断面连续回收采场残留顶底柱的采矿方法。该方法依据薄板理论，超前支护理论对胶结充填体下顶底柱回收的采场结构参数进行设计，并形成了完整的采矿工艺，解决了传统进路式小断面回采能力低、分层式回采安全性较差的缺点。本发明通过超强注浆和超前锚杆对保护顶板上部胶结充填体进行超前加固，使其形成为高强度加固假顶，避免了留设过厚的矿石顶板，在提高回收率的同时又充分保证了回采的安全。本发明包括采场布置、采场结构参数设计、加固假顶设计，加固假顶施工工艺以及采切、回采、充填等工艺。本发明具有生产能力大、回收率高、安全性好等特点。

技术领域

本发明属于矿山地下开采技术领域，尤其涉及一种采用大断面连 续回收残留顶底柱的方法。

背景技术

近年来国家对环境保护愈发重视，充填采矿法在我国金属矿山中 得到了广泛的应用，但随着矿产资源的枯竭，充填体下回采顶底柱已 成为众多矿山所需要考虑的一个问题。顶底柱是矿山矿产资源重要组 成部分，占矿山总资源量的10％-20％，但受矿山开采前期技术水平限 制，大量的顶底柱无法得到有效的回采，造成大量的资源搁置。

近年来采场残留顶底柱回采方法研究日益受到重视，提出的研究 成果也较多，其中运用较多的方案有：1.分层充填法，2.分条充填法， 3.进路式充填法等；其中，进路式充填法和分条式充填法因其采用小 断面回采安全性好，近几年得到了广泛的应用，但其施工难度大、周 期长，采矿成本高制约着其发展；分层充填法在一定程度上提高了回 采面积，增大了生产能力，但受顶板暴露面积影响，其安全性较差， 回收率低；充填体下回收顶底柱属复杂环境下回采，所以在现今众多 回采方案中为了保证足够的安全，不可避免的采用小断面进行回采， 且在回采过程中需保留了较厚的顶板，这又造成了一定的资源的浪 费。

综上，如何实现矿山顶底柱的安全高效回采是目前亟待解决的一 个技术问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种采用大断面连续回收残留顶底 柱的方法，旨在实现顶底柱的安全高效回收。

为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种采用大断面连续回收残留顶底柱的方法，采场布置时，当顶 底柱矿体为中厚矿体及以下时，采场沿矿体走向布置，回采时可划分 多个采场同时回采，也可划分一个采场沿矿体走向连续推进回采，采 场宽度w取矿体厚度；

当矿体为中厚以上矿体时，采场垂直矿体走向布置，回采时每个 采场沿厚度连续推进，可多个采场同时回采，但相邻采场回采时须间 隔一个采场最大暴露长度l；

在采场回采时，留设设定厚度的顶底柱矿体作为保护顶板，并利 用超前深孔注浆和超前锚杆对保护顶板上部的胶结充填体加固形成 人工假顶；其中，

人工假顶的厚度t需满足下式：

其中，h为阶段高度；γ₁为胶结充填体的容重；t是人工假顶的厚 度；γ₂为人工假顶的容重；n为设计安全系数，取1.1-1.3；l为采场 最大暴露长度，指顶底柱回收时采场爆破后暴露空间最大长度；w为 采场宽度；μ为岩石泊松比；σ_t为人工假顶的最大许用拉应力，可通 过对注浆后胶结充填体钻芯取样进行测定。

具体的，采场最大暴露长度l按下式计算

l＝l₁+kl₂+l₃

式中，l₁是指出矿进路宽度，l₂是指采场台阶宽度，k是指采场 台阶数量，l₃是指回采时爆破进尺长度。