[发明专利]厚大矿体沿垂直方向两步骤回采采场充填系统及充填方法

权利要求书

1.一种厚大矿体沿垂直方向两步骤回采采场充填系统，包括布置在采场下盘围岩中的下盘运输巷道(5)、上盘围岩中的上盘充填巷道(6)，所述采场包括一步骤采场(1)和二步骤采场(3)，在一步骤采场两侧为矿体(2)，在二步骤采场两侧为已完成养护的充填体(4)，其特征在于：在每个矿体和充填体内均布置有用于连通上盘充填巷道与下盘运输巷道的充填穿脉(7)，各充填穿脉均通过若干充填联络道(8)与采空区连通，在上盘充填巷道、充填穿脉及充填联络道中铺设有依次连通的充填管道(9)，充填穿脉内的充填管道通过分闸阀(11)与上盘充填巷道内的充填管道连通，位于充填联络道内的充填管道与采空区连通，在矿体内的充填联络道中设有一步骤采场充填挡墙(13)，在充填体与矿岩分界线交界处的充填穿脉中设有二步骤采场充填挡墙(14)。

2.根据权利要求1所述的厚大矿体沿垂直方向两步骤回采采场充填系统，其特征在于：布置于矿体中的充填穿脉位于采场凿岩硐室水平。

3.根据权利要求1所述的厚大矿体沿垂直方向两步骤回采采场充填系统，其特征在于：布置于充填体中的充填穿脉位于采场凿岩硐室水平。

4.根据权利要求1所述的厚大矿体沿垂直方向两步骤回采采场充填系统，其特征在于：在二步骤采场上盘围岩中设有凿岩硐室联络道，该凿岩硐室联络道由布置于矿体上盘围岩中的充填穿脉形成。

5.根据权利要求1所述的厚大矿体沿垂直方向两步骤回采采场充填系统，其特征在于：上下相邻的两充填联络道间的距离为60m～80m。

6.根据权利要求1所述的厚大矿体沿垂直方向两步骤回采采场充填系统，其特征在于：上盘充填巷道与充填穿脉内的充填管道、充填穿脉与充填联络道内的充填管道均通过三通管(10)连通，分闸阀安装在上盘充填巷道与充填穿脉连通处的三通管上。

7.根据权利要求1所述的厚大矿体沿垂直方向两步骤回采采场充填系统，其特征在于：在上盘充填巷道内的充填管道上设有若干主闸阀(12)，各主闸阀与充填穿脉一对一布置。

8.一种适用于权利要求1至7任一所述的厚大矿体沿垂直方向两步骤回采采场充填系统的充填方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、采准工程

在每个矿体(2)和充填体(4)内完成充填穿脉(7)和充填联络道(8)的挖掘，在上盘充填巷道(6)、充填穿脉和充填联络道中完成充填管道(9)的铺设及分闸阀(11)的安装；

S2、打开分闸阀，料浆依次经上盘充填巷道、充填穿脉和充填联络道内的充填管道流向采空区，进行多点下料充填，多点下料充填包括以下两种方式：

S21、同一充填穿脉至少通过两个充填联络道与采空区连通，先打开采场一侧的分闸阀，料浆从该侧的充填管道流向采空区，每次充填量根据采空区体积大小及充填料浆流量在3000m³～4000m³间进行调整；再打开同一采场另一侧的分闸阀，料浆从两侧的充填管道一起流向采空区，进行轮流多点下料充填；

S22、同时打开同一采场两侧的分闸阀，料浆从两侧的充填管道同步流向采空区，进行环绕式多点下料充填；

S3、构建充填挡墙

S31、当一步骤采场(1)内料浆的充填高度达到充填联络道底板以下0.8m～1m时，关闭该一步骤采场两侧的分闸阀，停止充填，在充填联络道靠近采空区位置构建一步骤采场充填挡墙(13)；

S32、当二步骤采场(3)内料浆的充填高度达到充填联络道底板以下0.8m～1m时，关闭该二步骤采场两侧的分闸阀，停止充填，在充填体边界处的充填穿脉中构建二步骤采场充填挡墙(14)；

S4、重复步骤S2和S3，实现采空区接顶

S41、当S31中的一步骤采场充填挡墙结构稳定后，重复步骤S2和S31，继续对一步骤采场进行多点下料充填，实现一步骤采场采空区接顶；

S42、当S32中的二步骤采场充填挡墙结构稳定后，重复步骤S2和S32，继续对二步骤采场进行多点下料充填，直至二步骤采场和充填穿脉中全部充满料浆，实现二步骤采场采空区接顶。

9.根据权利要求8所述的充填方法，其特征在于：在步骤S1中，充填体至少养护28天且单轴抗压强度不低于2.0MPa。