CN101806226A - 一种采空区堤坝式充填方法 - Google Patents

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Abstract

一种采空区堤坝式充填方法，在仰采工作面推进3～5m后，在切顶排单体液压支柱的后方架设挡板；依附于挡板铺设延伸至底板及工作面两巷的柔性隔水布，形成隔离采空区；通过注浆设备向隔离采空区充填高水材料；待高水材料凝固后，拆除挡板和单体液压支柱，完成一次充填；随着采煤工作面的推进，重复上述步骤完成一次又一次的充填；当采煤工作面开采完毕后，拆除工作面的所有设备，然后在运输巷和轨道巷构筑封闭墙，进行最后的接顶充填，完成整个采空区的充填作业。通过注浆管向被阻隔采空区进行漫灌，可抬高充填液面，使浆体迅速接顶，充填密实，效果直观，方法简单，适用于煤层倾角较小或采高较大的仰采工作面。

Description

一种采空区堤坝式充填方法
技术领域
本发明涉及一种采空区堤坝式充填方法，适用建筑物下、水体下、铁路下与水体上煤炭开采后的采空区充填，主要应用于煤层倾较角小或采高较大的仰采工作面。
背景技术
长期以来，建筑物下、水体下、铁路下与水体上煤炭开采后造成了上覆岩层与地表的变形破坏，使地下水系遭到破坏，地面建筑物破坏变形导致无法使用。因此，需要对煤炭开采后采空区进行充填来减缓采空区上覆岩层移动，从而达到保护地表的目的。
目前主要的采空区充填方式有矸石充填，水砂充填、膏体充填、似膏体充填和高水材料充填等。这些充填方式虽然都能起到控制地表下沉的作用，但由于矸石充填、水砂充填的充填效率较低、充填成本高、对控制地表下沉的作用有限。膏体和似膏体充填的工艺复杂，投资较大，多达几千万元，而且常规的高水材料充填只能在煤层倾角α大于12°、采高较小和上覆岩稳定性较好的条件下才适用。
发明内容
技术问题：本发明目的是克服已有技术的不足之处，提供一种方法简单，投资小，充填效果好的采空区堤坝式充填方法。
技术方案：本发明的采空区堤坝式充填方法，包括在仰采工作面架设的多个单体液压支柱，其充填步骤如下：
a、在仰采工作面推进距离L3～5m后，在切顶排单体液压支柱的后方面对采空区架设依托于单体液压支柱的挡板；
b、依附于挡板从上往下铺设延伸至底板及工作面两巷的柔性隔水布，形成一个隔离采空区；
c、在柔性隔水布延伸至底板及工作面两巷部位堆积固体物压实接合面，防止隔离采空区浆液渗漏；
d、通过注浆设备向隔离采空区充填高水材料，当充填高度达到挡板高度时，停止充填；
e、待高水材料凝固后，拆除挡板和单体液压支柱，完成一次充填；
f、随着采煤工作面的推进，重复上述步骤完成一次又一次的充填；
g、当采煤工作面开采完毕后，拆除工作面的所有设备，然后在运输巷和轨道巷构筑封闭墙，进行最后的接顶充填，完成整个采空区的充填作业。
所述架设的挡板高度为工作面采高的60％～80％；所述铺设的柔性隔水布的材料为防水、抗静电、阻燃的风筒布。
有益效果：本发明的采空区堤坝式充填方法，尤其适用于煤层倾角α大于5°或采高较大的仰采工作面。通过挡板和柔性隔水布组成的堤坝隔离采空区，能方便高水材料经注浆管自然流入隔离采空区，有利抬高充填液面，使浆体迅速接顶，减少空顶距，控制直接顶垮落，其方法简单，投资小，充填密实，充填效率高，效果直观，具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明的架设挡水堤坝结构侧视示意图。
图2是本发明的架设挡水堤坝结构俯视示意图。
图3是本发明的架设挡水堤坝末次充填结构侧视示意图。
图4是本发明的架设挡水堤坝收尾充填结构俯视示意图。
图5是本发明的架设挡水堤坝收尾充填结构侧视示意图。
图中：1-单体支柱；2-挡板；3-柔性隔水布；4-固体物；5-隔离采空区；6-充填体；7-注浆设备；8-运输巷；9-轨道巷；10-封闭墙。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施作进一步描述：
本发明的采空区堤坝式充填方法：如图1所示，首先在仰采工作面架设的多个单体液压支柱1，然后在仰采工作面推进距离L为3～5m，该距离可保证隔离采空区的空顶距始终小于直接顶或老顶初次垮落步距；之后在切顶排单体液压支柱1的后方面对采空区架设依托于单体液压支柱1的挡板2，架设的挡板2高度为工作面采高的60％～80％。再依附于挡板2从上往下铺设延伸至底板及工作面两巷的柔性隔水布3，使其形成一个隔离采空区5，所铺设的柔性隔水布3的材料为防水、抗静电、阻燃的风筒布。之后，在柔性隔水布3延伸至底板及工作面两巷部位堆积固体物4压实接合面，以防止隔离采空区5浆液渗漏，图2所示。在轨道巷9内安放配套的注浆设备7，通过与注浆设备7相连的注浆管向隔离采空区5充填高水材料，当高水材料的充填高度达到挡板2的高度时，停止充填；待高水材料凝固形成充填体6后，拆除挡板2和单体液压支柱1，完成一次充填；随着采煤工作面的推进，重复上述步骤完成一次又一次的充填，形成一个又一个充填体6，图3所示。当采煤工作面开采完毕后，拆除工作面的所有设备，然后在运输巷8和轨道巷9构筑封闭墙10，进行最后的接顶充填，将采空区未充填部分充满，完成整个采空区的充填作业，如图4所示。选用ZKD型号由A、B两种材料构成的高水材料，其中：水体积占85％以上，A料由铝土矿、石膏、矿化剂按58∶35∶7的比例烧制而成；B料由石灰、石膏、矿化剂按55∶40∶5的比例混磨而成。

Claims (3)

1.一种采空区堤坝式充填方法，包括在仰采工作面架设的多个单体液压支柱(1)，其特征在于：
a、在仰采工作面推进距离L为3～5m后，在切顶排单体液压支柱(1)的后方面对采空区架设依托于单体液压支柱(1)的挡板(2)；
b、依附于挡板(2)从上往下铺设延伸至底板及工作面两巷的柔性隔水布(3)，形成一个隔离采空区(5)；
c、在柔性隔水布(3)延伸至底板及工作面两巷部位堆积固体物(4)压实接合面，防止隔离采空区(5)浆液渗漏；
d、通过注浆设备(7)向隔离采空区(5)充填高水材料，当充填高度达到挡板高度时，停止充填；
e、待高水材料凝固后，拆除挡板(2)和单体液压支柱(1)，完成一次充填；
f、随着采煤工作面的推进，重复上述步骤完成一次又一次的充填；
g、当采煤工作面开采完毕后，拆除工作面的所有设备，然后在运输巷(8)和轨道巷(9)构筑封闭墙(10)，进行最后的接顶充填，完成整个采空区的充填作业。
2.根据权利要求1所述的采空区堤坝式充填方法，其特征在于：所述架设的挡板(2)高度为工作面采高的60％～80％。
3.根据权利要求1所述的采空区堤坝式充填方法，其特征在于：所述铺设的柔性隔水布(3)的材料为防水、抗静电、阻燃的风筒布。
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