一种冶金矿山充填体上大跨度矿房底部结构重塑方法与流程

1.本发明涉及采矿方法技术领域，特别是涉及一种冶金矿山充填体上大跨度矿房底部结构重塑方法。


背景技术：

2.冶金矿山矿井下矿房回采采用大直径深孔阶段空场嗣后充填法，不留顶柱和底柱，采场底部结构为堑沟式底部结构。回采前，需对矿房上部凿岩巷道进行全断面扩刷，形成大跨度硐室，硐室宽为矿体厚度；矿房回采结束即进行充填，充填完成后即进行上中段回采，为充填体上采矿，此时矿房底部结构被完全破坏，顶板冒落风险大大增加，给施工作业人员造成较大的安全隐患。
3.因此，如何对冶金矿山充填体上大跨度矿房底部结构进行重塑，是迫切需要本领域技术人员解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种冶金矿山充填体上大跨度矿房底部结构重塑方法。
5.本发明提供了如下方案：
6.一种冶金矿山充填体上大跨度矿房底部结构重塑方法，包括：
7.确定矿房拉底前扩挖硐室待治理填充区域；所述待治理填充区域位于底板填充体与顶板之间且位于预留硐室横断面一侧；
8.在所述待治理填充区域设置治理填充体，所述治理填充体的上端以及下端分布一一对应的与所述顶板以及所述底板填充体相连；所述治理填充体用于实现对所述待治理填充区域对应的矿房底部结构的重塑以便使所述待治理填充区域对应的所述底板填充体与所述顶板之间形成受力支撑。
9.优选地：所述在所述待治理填充区域设置治理填充体，包括：
10.在所述预留硐室横断面与所述待治理填充区域交界处设置浇筑模板，所述浇筑模板与所述顶板、所述底板填充体以及相对应的矿房拉底前扩挖硐室其中一侧围岩共同围合形成所述待治理填充区域；
11.向所述待治理填充区域内填充胶体溶液填充物以便所述胶体溶液填充物固化后形成所述治理填充体。
12.优选地：在所述底板填充体上位于所述预留硐室横断面与所述待治理填充区域交界处设置有若干立柱，若干所述立柱沿所述预留洞室的长方向间隔分布；所述浇筑模板与若干所述立柱相连。
13.优选地：设置所述立柱之前对顶帮浮石检撬；
14.对凿岩道进行封堵，封堵完毕后进行底部充填平整；
15.确定支模位置及充填高度后设置所述立柱。
16.优选地：相邻两根所述立柱之间的间距为1.5米。
17.优选地：所述浇筑模板为高分子聚丙烯合成材料模板，所述立柱通过斜撑以及扣件实现与所述底板填充体相连。
18.7.根据权利要求2所述的冶金矿山充填体上大跨度矿房底部结构重塑方法，其特征在于，位于所述待治理填充区的所述底板填充体以及所述围岩均设置有土工布。
19.优选地：所述底板填充体上部的所述土工布位于所述浇筑模板内侧0.3米处设置有钢筋网片。
20.优选地：采用分层充填方式向所述待治理填充区域内填充胶体溶液填充物，每次充填的高度为0.5米。
21.优选地：所述待治理填充区域包括两个，两个所述待治理填充区域分别一一对应的位于所述预留硐室横断面的两侧。
22.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
23.通过本发明，可以实现一种冶金矿山充填体上大跨度矿房底部结构重塑方法，在一种实现方式下，该方法可以包括确定矿房拉底前扩挖硐室待治理填充区域；所述待治理填充区域位于底板填充体与顶板之间且位于预留硐室横断面一侧；在所述待治理填充区域设置治理填充体，所述治理填充体的上端以及下端分布一一对应的与所述顶板以及所述底板填充体相连；所述治理填充体用于实现对所述待治理填充区域对应的矿房底部结构的重塑以便使所述待治理填充区域对应的所述底板填充体与所述顶板之间形成受力支撑。该方法对底部结构重塑后顶板暴露面积大大减少，消除大跨度硐室顶板安全隐患。底部结构重塑对下盘三角矿体起到支撑保护作用，进路的出矿眉线得到前移，矿石的回收量大大增加；上盘治理充填体的存在起到置换采空区矿石的作用，进一步提高了矿石的回收率。
24.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1是采用本发明实施例提供的一种冶金矿山充填体上大跨度矿房底部结构重塑方法形成的矿房的拉底前、拉底后以及回采结束后的结构示意图；
27.图2是本发明实施例提供的传统矿房的拉底前、拉底后以及回采结束后的结构示意图。
28.图中：预留硐室1、治理填充体2、失根三角矿体3、下盘出矿进路4、空采取余矿5。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.实施例
31.本发明实施例提供的一种冶金矿山充填体上大跨度矿房底部结构重塑方法，该方法可以包括：
32.确定矿房拉底前扩挖硐室待治理填充区域；所述待治理填充区域位于底板填充体与顶板之间且位于预留硐室1横断面一侧；
33.在所述待治理填充区域设置治理填充体2，所述治理填充体2的上端以及下端分布一一对应的与所述顶板以及所述底板填充体相连；所述治理填充体用于实现对所述待治理填充区域对应的矿房底部结构的重塑以便使所述待治理填充区域对应的所述底板填充体与所述顶板之间形成受力支撑。
34.本技术实施例提供的冶金矿山充填体上大跨度矿房底部结构重塑方法，可以在拉底前扩挖硐室待治理填充区域设置治理填充体，治理填充体可以使得预留硐室横断面一侧对应的顶部与底板填充体之间形成支撑结构，对失根三角矿体进行支撑，达到重塑矿房底部结构的目的。在可以保留开采用预留硐室的前提下，使得预留硐室横断面的侧面恢复至没有扩挖前的状态，防止在进行中段回采过程中发生顶板冒落风险，提高了施工作业的安全性。
35.可以理解的是，本技术实施例提供的治理填充体可以采用多种方式制作形成，为了方便操作施工以及达到良好的支撑效果，本技术实施例可以提供所述在所述待治理填充区域设置治理填充体，包括：
36.在所述预留硐室横断面与所述待治理填充区域交界处设置浇筑模板，所述浇筑模板与所述顶板、所述底板填充体以及相对应的矿房拉底前扩挖硐室其中一侧围岩共同围合形成所述待治理填充区域；
37.向所述待治理填充区域内填充胶体溶液填充物以便所述胶体溶液填充物固化后形成所述治理填充体。
38.该胶体溶液填充物可以采用混凝土，在浇筑模板设置完成后，向围合形成的待治理充填区域内填充混凝土，在混凝土固化后即可形成该治理填充体。
39.具体的，为了方便设置浇筑模板，本技术实施例可以提供在所述底板填充体上位于所述预留硐室横断面与所述待治理填充区域交界处设置有若干立柱，若干所述立柱沿所述预留洞室的长方向间隔分布；所述浇筑模板与若干所述立柱相连。
40.进一步的，设置所述立柱之前对顶帮浮石检撬；
41.对凿岩道进行封堵，封堵完毕后进行底部充填平整；
42.确定支模位置及充填高度后设置所述立柱。
43.相邻两根所述立柱之间的间距为1.5米。为了提高立柱设置后的稳定性，防止立柱由于填充体压力发生倾倒，本技术实施例可以提供所述浇筑模板为高分子聚丙烯合成材料模板，所述立柱可以通过斜撑以及扣件实现与所述底板填充体相连。
44.为了防止跑浆，本技术实施例可以提供位于所述待治理填充区的所述底板填充体以及所述围岩均设置有土工布。为了防止治理填充体在下次爆破时分层，本技术实施例可以提供所述底板填充体上部的所述土工布位于所述浇筑模板内侧0.3米处设置有钢筋网片。进一步的，采用分层充填方式向所述待治理填充区域内填充胶体溶液填充物，每次充填的高度为0.5米。
45.为了获得更好的支撑效果，本技术实施例还可以提供所述待治理填充区域包括两
个，两个所述待治理填充区域分别一一对应的位于所述预留硐室横断面的两侧。由于传统的矿房的预留硐室的宽度为3.9米，而矿房拉底前扩挖硐室的宽度可以达到10米，在设置本技术实施例提供的治理充填体后，可以预留出所需的3.9米宽的预留洞室，同时通过治理填充体将预留洞室横断面两侧分别包含的3.05米宽的待治理填充区域进行填充，使得预留硐室横断面两侧形成与原始矿山结构类似的重塑支撑结构，可以有效的防止发生顶板冒落的问题。
46.下面对本技术实施例提供的方法的施工流程进行详细介绍：
47.①
施工前对顶帮浮石检撬：由外向里顶帮浮石检撬；
48.②
对凿岩道进行封堵，封堵完毕后进行底部充填平整。
49.③
检查是否达到治理(支模)要求，技术人员按设计进行放线，确定支模位置及充填高度。
50.④
模板支设
51.(1)支设模板：在原充填体上架设立柱，间距为1.5m，将模板搭设于立柱内侧，通过扣件、斜撑、铁丝等工具固定牢靠。模板搭设牢固，高处作业时应按规定使用安全带，使用斜撑进行辅助支撑，斜撑与立柱使用管卡连接，在巷道底板上施工柱窝作为斜撑的落脚点，斜撑排距1.5m，间距1
ˉ
1.5m。
52.按最高支撑点计算p＝ρgh＝1.874
×
9.8*3.5＝64.3(n)
53.按两倍受力情况计算约受力130(n)
54.φ48钢管抗压承载力5.13吨，满足使用需求
55.(2)铺设土工布：在模板充填侧敷设一层土工布。模板、土工布底部放入基坑内，并用沙袋回填基坑。模板与围岩接触位置也要全部铺设土工布，固定无缝隙，防止跑浆。周围开裂区域也应使用土工布覆盖并堆砌渣土护住土工布以防跑浆(3)钢筋网片布置：在模板内侧0.3m位置布置一层φ6mm钢筋网片，防止充填体在爆破过程中分层。
56.⑤
胶结充填
57.安装好充填管路，采用分层充填，每次充填高度为0.5m，充填体无明显顶水后在进行下次充填。充填前检查充填管路是否与模板及支架有接触，模板、土工布敷设是否完整、无缝隙。
58.⑥
防止跑浆
59.充填时安排专人巡查管路和模板是否变形、是否有跑浆现象，发现问题及时联系充填工区停止充填。
60.⑦
材料回收
61.充填完毕充填体强度达到施工要求后及时将模板、脚手架等材料回收，清理场地。
62.通过立模充填的方式实现矿房的底部结构重塑，实现充填体上安全采矿。采用高分子聚丙烯(pp)合成材料代替传统模板，该模板质地较轻，可单人操作，组装方便、快捷，工作效率高，支模可与矿房设计紧密结合，契合度更高，实现个性化治理需要。
63.采用本技术实施例提供的方法设置治理填充体后，如图1所示，下盘三角矿体得到支撑，相对于图2所示塌陷的下盘三角矿体，可以使得进路的出矿眉线得到前移，矿石的回收量大大增加。
64.总之，本技术提供的冶金矿山充填体上大跨度矿房底部结构重塑方法，底部结构
重塑后顶板暴露面积大大减少，消除大跨度硐室顶板安全隐患。底部结构重塑对下盘三角矿体起到支撑保护作用，进路的出矿眉线得到前移，矿石的回收量大大增加；上盘充填体的存在起到置换采空区矿石的作用，进一步提高了矿石的回收率。
65.综合来看，经过底部结构治理的矿房较以往可多回收矿石1000-1500吨，增加产值15-25万元。
66.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
67.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。