《一种大范围采空区群充填处理方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种大范围采空区群充填处理方法.pdf（8页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN103046955A43申请公布日20130417CN103046955ACN103046955A21申请号201210565190222申请日20121224E21F15/06200601E21F15/04200601E21F16/0020060171申请人河北钢铁集团矿业有限公司地址063000河北省唐山市建设北路81号申请人河北钢铁集团有限公司北京科技大学72发明人南世卿付建新宋卫东宋爱东韩瑞亮74专利代理机构石家庄冀科专利商标事务所有限公司13108代理人刘伟54发明名称一种大范围采空区群充填处理方法57摘要本发明涉及一种大范围采空区群充填处理方法，属于采矿工程技术领。
2、域。技术方案是划分充填单元，选择充填材料，布置充填管道；根据计算确定充填挡墙厚度并进行现场施工，充填挡墙内部预留排水孔和滤水孔，并在充填挡墙后面堆置废石堆反滤层；布置滤水管，并通过充填挡墙的滤水孔伸出墙外；在最高点处施工充填钻孔，直径133MM150MM，作为高位放料点，确保接顶，同时应根据实际情况施工相应数量的充填钻孔，进行交替充填。本次发明的有益效果既能简化充填工艺，提高充填效率，又能减少封堵量、充填施工量、缩短充填处理工期、降低充填费用、保证矿山正常生产。51INTCL权利要求书2页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书3页附图2页1/2页。
3、21一种大范围采空区群充填处理方法，其特征在于包含如下工艺步骤如下首先进行充填单元的划分；划分为同一充填单元的采空区相互联通、相对独立；充填单元内通过天井与上水平平硐联通或透点；确定每一个充填单元包含的采空区数量、内部联通情况、采空区体积；根据采空区数量确定分区数量；将互相联通的采空区划分为一区，根据采空区体积，确定充填料的使用量；确定充填单元周边情况，包括与上水平巷道联通情况、同水平或下水平生产情况、与周围井巷工程贯通；当充填单元的采空区与上水平巷道出现了联通，联通口作为充填下料口；当采空区的同水平或下水平处有矿房进行生产的，将采空区与生产矿房联通的所有通道口封堵紧密；如果采空区与周围井巷工。
4、程贯通，将贯通口进行封堵；确定充填单元的地质结构、节理裂隙、断层情况；若岩体节理裂隙或断层很发育，造成采空区内部与外部出现贯通，对裂隙或断层进行处理，采用注浆的方法对裂隙进行处理，预先将裂隙封死；进行采空区充填处理，充填料浆包括全尾砂、分级尾砂及胶结充填料三种，选用其中一种或多种混合使用；充填料浆保持流动性、保水性；充填料浆从砂仓放出，进入搅拌筒与水泥搅拌混合，从搅拌筒放出的充填料浆通过钻孔直接下放到充填单元上水平中段巷道，由铺设的充填管路进入采场充填；布置充填管道时，考虑充填管路总长度与充填管路入口至出口的高差之比，实现自流输送，否则采取加压措施；在巷道设置充填挡墙，充填挡墙所处巷道断面应大。
5、于设计挡墙断面尺寸；充填挡墙所处位置靠近采空区，便于排水；充填挡墙采用钢筋混凝土结构挡墙，厚度050M055M；井下排水管从充填挡墙中穿过；充填前，确定采空区最高点，在最高点位置施工充填钻孔，进行高位下料充填，确保接顶效果，每个充填钻孔之间距离3040M，充填时，为保证内部充填表面的平整，实行交替充填。2根据权利要求1所述的一种大范围采空区群充填处理方法,其特征在于在充填挡墙布置位置周围岩体施工30CM深的楔形抗滑槽，并在充填挡墙与周边围岩之间的楔形抗滑槽的周围设置35根的锚杆桩，锚杆桩一端与钢筋网焊接胶结于充填挡墙内，另一端深入岩体。3根据权利要求1或2所述的一种大范围采空区群充填处理方法,。
6、其特征在于充填挡墙上布置的35根排水孔，并预留滤水孔接口与充填区内滤水管相连，布置滤水管，并通过充填挡墙的滤水孔伸出墙外；排水孔的水平间距和竖直排距均为12M，排水孔应向外做5的坡度；排水孔选择圆形，直径为5CM，排水孔上下层错开布置，即整个充填挡墙的墙面为梅花形布孔，最低一排排水孔应高于墙前地面，当充填挡墙前有水时，最低一排排水孔应高于充填挡墙前水位。4根据权利要求1或2所述的一种大范围采空区群充填处理方法,其特征在于用纺织料浆做反滤层，在充填挡墙后用纺织材料将整个墙面铺满。5根据权利要求1或2所述的一种大范围采空区群充填处理方法,其特征在于使用废石作为反滤层，将废石堆放与充填挡墙后，废石堆。
7、放厚度为100CM150CM。权利要求书CN103046955A2/2页36根据权利要求1或2所述的一种大范围采空区群充填处理方法,其特征在于采场周围布置滤水管，滤水管的起点选在顶板处，从远端的充填挡墙引出，增加滤水面积；顶板暴露面积为500时，布置35根滤水管。7根据权利要求1或2所述的一种大范围采空区群充填处理方法,其特征在于井下充填速度为每小时50M3，质量浓度为70时，充填砂料静置后上层水量最多为15M3，每个水平面上布置两条滤水管；设置滤水管的时候，有5坡度。权利要求书CN103046955A1/3页4一种大范围采空区群充填处理方法技术领域0001本发明涉及一种大范围采空区群充填处理。
8、方法，属于采矿工程技术领域。背景技术0002目前，对矿物资源需求的大幅增长，使得我国大幅度提高矿山开采强度，采空区数量急剧增加，在局部地区形成了大范围的采空区群。作为矿山重大危险源之一，采空区严重影响矿山的安全生产，也威胁着周围居民的生命财产安全和生态环境。随着这些采空区暴露时间的增加，稳定性也越来越差，不断诱发岩石崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害，必须尽快进行治理。背景技术地下采空区充填处理，存在充填工艺复杂、封堵量大、充填成本偏高、充填效率偏低等问题。发明内容0003本发明目的是提供一种大范围采空区群充填处理方法,既能简化充填工艺，提高充填效率，又能减少封堵量、充填施工量、缩短充填处。
9、理工期、降低充填费用、保证矿山正常生产，解决背景技术中存在的上述问题。0004本发明的技术方案是一种大范围采空区群充填处理方法，包含如下工艺步骤如下首先进行充填单元的划分；划分为同一充填单元的采空区相互联通、相对独立；充填单元内通过天井与上水平平硐联通或透点；确定每一个充填单元包含的采空区数量、内部联通情况、采空区体积；根据采空区数量确定分区数量；将互相联通的采空区划分为一区，根据采空区体积，确定充填料的使用量；确定充填单元周边情况，包括与上水平巷道联通情况、同水平或下水平生产情况、与周围井巷工程贯通；当充填单元的采空区与上水平巷道出现了联通，联通口作为充填下料口；当采空区的同水平或下水平处有。
10、矿房进行生产的，将采空区与生产矿房联通的所有通道口封堵紧密；如果采空区与周围井巷工程贯通，将贯通口进行封堵；确定充填单元的地质结构、节理裂隙、断层情况；若岩体节理裂隙或断层很发育，造成采空区内部与外部出现贯通，对裂隙或断层进行处理，采用注浆的方法对裂隙进行处理，预先将裂隙封死；进行采空区充填处理，充填料浆包括全尾砂、分级尾砂及胶结充填料三种，选用其中一种或多种混合使用；充填料浆保持流动性、保水性；充填料浆从砂仓放出，进入搅拌筒与水泥搅拌混合，从搅拌筒放出的充填料浆通过钻孔直接下放到充填单元上水平中段巷道，由铺设的充填管路进入采场充填；布置充填管道时，考虑充填管路总长度与充填管路入口至出口的高差。
11、之比，实现自流输送，否则采取加压措施；在巷道设置充填挡墙，充填挡墙所处巷道断面应大于设计挡墙断面尺寸；充填挡墙说明书CN103046955A2/3页5所处位置靠近采空区，便于排水；充填挡墙采用钢筋混凝土结构挡墙，厚度050M055M。0005井下排水管从充填挡墙中穿过；充填前，确定采空区最高点，在最高点位置施工充填钻孔，进行高位下料充填，确保接顶效果，每个充填钻孔之间距离3040M，充填时，为保证内部充填表面的平整，实行交替充填。0006在充填挡墙布置位置周围岩体施工30CM深的楔形抗滑槽，并在充填挡墙与周边围岩之间的楔形抗滑槽的周围设置35根的锚杆桩，锚杆桩一端与钢筋网焊接胶结于充填挡墙内，。
12、另一端深入岩体。0007充填挡墙上布置的35根排水孔，以快速排出挡墙后的水，减小挡墙压力，并预留滤水孔接口与充填区内滤水管相连，布置滤水管，并通过充填挡墙的滤水孔伸出墙外，排出采空区内水分；排水孔的水平间距和竖直排距均为12M，排水孔应向外做5的坡度，以利于水的迅速下泄；排水孔选择圆形，直径为5CM，排水孔上下层错开布置，即整个充填挡墙的墙面为梅花形布孔，最低一排排水孔应高于墙前地面，当充填挡墙前有水时，最低一排排水孔应高于充填挡墙前水位。0008用纺织料浆做反滤层，在充填挡墙后用纺织材料将整个墙面铺满。也可以使用废石作为反滤层，将废石堆放与充填挡墙后，废石堆放厚度为100CM150CM。00。
13、09采场周围布置滤水管，滤水管的起点选在顶板处，从远端的充填挡墙引出，增加滤水面积。顶板暴露面积为500时，布置35根滤水管。0010井下充填速度为每小时50M3，质量浓度为70时，那么充填砂料静置后上层水量最多为15M3，每个水平面上布置两条滤水管；设置滤水管的时候，应有5坡度，以利于水分的流动和排出。0011本发明有益效果为既能简化充填工艺，提高充填效率，又能减少封堵量、充填施工量、缩短充填处理工期、降低充填费用、保证矿山正常生产。附图说明0012图1为采空区群分区充填平面示意图；图2为采空区群分区充填立面示意图；图3为充填挡墙平面图；图4为充填挡墙剖面图；图中采空区1、巷道2、充填挡墙3。
14、、采空区上边界4、底部结构边界5、滤水管6、充填钻孔7、天井8、充填管路9、上水平巷道10、下水平巷道11、废石堆反虑层12、排水孔13、锚杆桩14、钢筋网15。具体实施方式0013以下结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。0014实施例中，某铁矿于1975年开始较大规模的露天开采，于2001年和2003年，前后分两次对60米中段矿产资源进行了开发建设，在地下开采中形成矿房和巷道，穿脉巷道贯穿矿体。矿脉附近存在盗采现象，破坏了矿山的开采计划，形成一些采空区1和巷道2。由于采用空场法开采及管理，在60M水平形成了147个采空区，大部分采空区出现了贯通现说明书CN103046955A3/3页6。
15、象，纵横交错，多处已与上水平巷道出现了透点，稳定性极差，严重影响了矿山的正常生产，是典型大范围采空区群。0015采用本发明的方法对该大范围采空区群分区充填，对60M水平采空区进行处理，具体的工艺步骤1根据目前采空区分布情况，将60M水平中段采空区分为了9个充填单元，依次进行充填处理；2根据目前矿山生产情况，为保证下水平的生产的安全进行并确保采空区充填后的顶板安全，确定采用胶结充填的方法，底层采用18的充填料浆，充填35M后改用110，浓度应保持在65以上。00163充填料浆从砂仓放出进入搅拌筒与水泥搅拌混合，从搅拌筒放出的充填料浆通过钻孔直接下放到充填单元0M中段巷道，由铺设的充填管路9进入充。
16、填单元进行充填。00174根据充填单元的划分，共布置了43道充填挡墙3，充填挡墙后根据充填单元内采空区的不同情况进行设置，厚度从03M06M。每个挡墙上部布置了三个排水孔13，梅花布置，直径为50MM，坡度为5，在挡墙底部布置五个滤水孔，直径为100MM，与内部滤水管6相连，在挡墙后面布置废石堆反滤层12，高度115M，距离充填挡墙13M。采用环形楔形钢筋混凝土结构形式，并在混凝土挡墙与周边围岩之间的楔形抗滑槽的周围设置锚杆桩14，一端与钢筋网15焊接胶结与充填墙体内，另一端深入岩体061M。封闭充填挡墙支撑面与巷道的夹角由岩石的性质决定，如果铁矿岩石的稳定性较好，F6，取，。00185由于内。
17、部空区情况复杂，排水设计以单个采空区为单位，顶板暴露面积1000时布置46根滤水管，根据采空区状况确定数量。如果采空区较小且两个采空区距离较近，可以合并为一个采空区设计。滤水管的起点选在顶板处，从远端的充填挡墙引出，尽量增加滤水面积。采用直径100MM的波纹滤水管，滤水管在布置的时候尽量的不要接触地面，以免影响排水的效果。00196有的充填单元由于上水平巷道无法满足钻设充填钻孔7的要求，因此充分利用充填单元中的天井8和透点，作为充填下料点。在最高点布置充填钻孔，利用现有的钻机进行钻孔，钻至23M左右进行扩孔，将孔径扩大到133150MM，然后进行护壁，防止塌孔。然后再用钻机钻到指定位置。0020本发明主要特点是1充分利用了采空区现场现有的工程，简化了充填工艺、提高充填处理效率，减小封堵量，降低了充填成本。00212采空区处理对周围采场生产影响小，可确保矿山的正常生产。00223由于采用分区充填，一次充填量大，因此对排水要求较高。说明书CN103046955A1/2页7图1图2说明书附图CN103046955A2/2页8图3图4说明书附图CN103046955A。