本发明属于地下采矿方法技术领域，尤其是一种上向充填采矿法矿房顶柱胶结支护方法。
背景技术：
充填采矿法是在矿房或矿块中，随着回采工作面的推进，向采空区送入充填材料，以进行地压管理、控制围岩崩落和地表移动，并在形成的充填体上或在其保护下进行回采。适用于开采围岩不稳固的高品位、稀缺、贵重矿石的矿体、地表不允许陷落、开采条件复杂，如水体、铁路干线、主要建筑物下面的矿体和有自燃火灾危险的矿体等。
充填采矿法中上向充填采矿法应用很广泛，上向充填采矿法将矿房在垂直高度上划分分层，由下向上逐层回采。在矿房中布置充填天井，用来注入充填料，有时兼作提运设备、材料、通风和行人用。每采完一个分层，随即进行充填，并在充填体中顺路构筑放矿溜井和行人天井（兼作泄水井用）。回采过程包括凿岩、崩矿、出矿、架设行人天井和矿石溜井、建造隔墙、充填和铺盖胶结底板等。在每一分层充填体上部均铺盖强度较大的胶结底板，以减少出矿时矿石的贫化和损失并提高出矿效率。
充填主要有干式充填和胶结充填，干式充填是指采用松散废石充填采空区，胶结充填是采用一定灰砂比的充填材料进行胶结充填。干式充填由于充填的松散废石在充填井口会出现锥型堆积，矿房四周无法充满接顶，另外松散废石充填体存在沉降问题，致使矿房无法接顶，胶结充填由于灰砂充填体在凝结前，大量游离水和游离水附着的浆液由于渗透直接排出矿房，原本充满采空区的浆液液位下降，也致使接不上顶，充填效果很不理想。充填接顶是每个使用充填采矿法的矿山广泛关注的技术问题，它直接关系到采场安全，是充填采矿法需要解决的关键技术难题，有关充填接顶问题始终未能得到很好的解决。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种上向充填采矿法矿房顶柱胶结支护方法。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。
本发明一种上向充填采矿法矿房顶柱胶结支护方法，将矿房在垂直高度上水平划分分层，由下向上逐层回采，在矿房中布置充填天井，利用充填天井下放充填料和提运设备、材料、人员及通风，分层的回采过程包括凿岩、崩矿、出矿，每采完一个分层，随即进行充填，并在各分层充填体中构筑放矿溜井、隔墙和铺盖胶结底板，其特征在于，
当回采最上分层矿体的凿岩、崩矿时，在最上分层矿体中预留四根悬吊支柱，出矿结束后，通过充填天井将胶结充填材料注满待充填空间，形成胶结充填体，胶结充填体凝结后与四根悬吊支柱成为一体，共同支撑矿房顶柱。
优选地，所述在最上分层矿体中预留四根悬吊支柱的布置方法为将该矿房的最上分层在平面上均分为四个区域，在每个区域的中心点预留一根悬吊支柱，悬吊支柱高h为:hk≥h>hc，悬吊支柱直径为1m～2m，
式中：h为悬吊支柱高度，hk为最上分层矿体高度，hy为采最上分层矿体预留的作业空间的高度，hc为最上分层矿体的胶结充填体凝结后表面离矿房顶柱的距离，采用下沉系数估算，hc=λ(hk hy)，λ为胶结充填体的下沉系数，即胶结充填体下沉高度与原充填厚度的比值。
优选地，所述胶结充填材料包括水、水泥、尾砂和碎石，水、水泥、尾砂和碎石配合比为3:3:4:8。
本发明与现有技术相比，其显著地有益效果体现在：本发明在矿房最上分层回采时，预留四根悬吊式支柱，当回采完该分层并用胶结充填材料充填后，充填体即使沉降也能与四根悬吊式支柱胶结为一个整体，共同支撑矿房顶板，从而解决了充填接顶问题。本发明工艺简单，且安全可靠、简单易行、成本较低。
附图说明
图1为矿房悬吊支柱布置位置示意图。
图2为矿房剖面结构及布置悬吊支柱示意图。
图3为矿房的最上分层矿体充填效果剖面示意图。
图4为矿房悬吊支柱高度取值示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明。
如图1-图4所示，本发明的一种上向充填采矿法矿房顶柱胶结支护方法，将矿房在垂直高度上水平划分分层，由下向上逐层回采，在矿房中布置充填天井6，利用充填天井6下放充填料和提运设备、材料、人员及通风，分层的回采过程包括凿岩、崩矿、出矿，每采完一个分层，随即进行充填，并在各分层充填体5中构筑放矿溜井10、隔墙11和铺盖胶结底板，其特征在于
如图2所示，当回采最上分层矿体的凿岩、崩矿时，在最上分层矿体中预留四根悬吊支柱4不炸，出矿结束后，如图3所示，通过充填天井6将胶结充填材料注满待充填空间，形成胶结充填体9，胶结充填体9凝结后与四根悬吊支柱4成为一体，共同支撑矿房顶柱3，图中8为相邻已采矿房充填体。
如图1所示，本发明所述在最上分层矿体中预留四根悬吊支柱4的布置方法为，将该矿房的最上分层矿体在平面上均分为四个区域，在每个区域的中心点预留一根悬吊支柱4不炸，如图4所示，悬吊支柱4高h为:hk≥h>hc，确保最上分层的胶结充填体9沉降、凝结后与悬吊支柱4胶结为一体，悬吊支柱直径为1m～2m。
式中：h为悬吊支柱4高度，hk为最上分层矿体7高度，hy为采最上分层矿体7预留的作业空间12的高度，hc为最上分层矿体的胶结充填体9凝结后表面离矿房顶柱3的距离，采用下沉系数估算，hc=λ(hk hy)，λ为胶结充填体的下沉系数，为胶结充填体下沉高度与原充填厚度的比值。
所述胶结充填材料，胶结充填材料包括水、水泥、砂和碎石，水、水泥、砂和碎石配合比为3:3:4:8，也可根据实际情况调整。
图中编号：1为相邻未采矿房；2为间柱；12为采最上分层矿体预留的作业空间。
1.一种上向充填采矿法矿房顶柱胶结支护方法，将矿房在垂直高度上水平划分分层，由下向上逐层回采，在矿房中布置充填天井（6），利用充填天井（6）下放充填料和提运设备、材料、人员及通风，分层的回采过程包括凿岩、崩矿、出矿，每采完一个分层，随即进行充填，并在各分层充填体（5）中构筑放矿溜井（10）、隔墙（11）和铺盖胶结底板，其特征在于，
当回采最上分层矿体的凿岩、崩矿时，在最上分层矿体中预留四根悬吊支柱(4)，出矿结束后，通过充填天井（6）将胶结充填材料注满待充填空间，形成胶结充填体(9)，胶结充填体(9)凝结后与四根悬吊支柱(4)成为一体，共同支撑矿房顶柱(3)。
2.根据权利要求1所述的一种上向充填采矿法矿房顶柱胶结支护方法，其特征在于，所述在最上分层矿体中预留四根悬吊支柱(4)的布置方法为将该矿房的最上分层在平面上均分为四个区域，在每个区域的中心点预留一根悬吊支柱(4)，悬吊支柱(4)高h为:hk≥h>hc，悬吊支柱直径为1m～2m，
式中：h为悬吊支柱(4)高度，hk为最上分层矿体（7）高度，hy为采最上分层矿体（7）预留的作业空间（12）的高度，hc为最上分层矿体的胶结充填体（9）凝结后表面离矿房顶柱(3)的距离，采用下沉系数估算，hc=λ(hk hy)，λ为胶结充填体的下沉系数，即胶结充填体的下沉高度与原充填厚度的比值。
3.根据权利要求1所述的一种上向充填采矿法矿房顶柱胶结支护方法，其特征在于，所述胶结充填材料包括水、水泥、尾砂和碎石，水、水泥、尾砂和碎石配合比为3:3:4:8。
技术总结