CN110671147A - 一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工系统及施工工艺 - Google Patents
一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工系统及施工工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110671147A CN110671147A CN201911055167.7A CN201911055167A CN110671147A CN 110671147 A CN110671147 A CN 110671147A CN 201911055167 A CN201911055167 A CN 201911055167A CN 110671147 A CN110671147 A CN 110671147A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- goaf
- waste concrete
- discharge port
- screening
- filling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 74
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 18
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 16
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 14
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 11
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 7
- 239000011440 grout Substances 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 239000011268 mixed slurry Substances 0.000 claims description 4
- 238000007569 slipcasting Methods 0.000 claims description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract description 18
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 3
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- IYLGZMTXKJYONK-ACLXAEORSA-N (12s,15r)-15-hydroxy-11,16-dioxo-15,20-dihydrosenecionan-12-yl acetate Chemical compound O1C(=O)[C@](CC)(O)C[C@@H](C)[C@](C)(OC(C)=O)C(=O)OCC2=CCN3[C@H]2[C@H]1CC3 IYLGZMTXKJYONK-ACLXAEORSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000246 remedial effect Effects 0.000 description 1
- IYLGZMTXKJYONK-UHFFFAOYSA-N ruwenine Natural products O1C(=O)C(CC)(O)CC(C)C(C)(OC(C)=O)C(=O)OCC2=CCN3C2C1CC3 IYLGZMTXKJYONK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011895 specific detection Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
- E21F15/005—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings characterised by the kind or composition of the backfilling material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
- E21F15/06—Filling-up mechanically
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/70—Grouts, e.g. injection mixtures for cables for prestressed concrete
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Abstract
本发明公开了一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工系统及施工工艺。将废弃混凝土破碎筛分为粒径小于1mm的粉体、1～2.5mm的细骨料和2.5～10mm的中粗骨料。筛分机各层筛网均设计有快速出料口，在出料口安装螺旋送料机将筛分后的颗粒直接送到搅拌机，根据采空区规模大小将废弃混凝土粉体、细骨料和中粗骨料分别制成充填浆液、充填砂浆和充填膏体以充填不同规模的采空区。本发明能将废弃混凝土高效回收利用，并设计出了一套能够提高筛分、注浆效率的装置，在节约资源的同时也降低了充填成本，显著地突显出了经济效益、社会效益和生态效益。
Description
技术领域
本发明属于胶结充填材料和地质灾害治理领域，具体涉及一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工系统及施工工艺。
背景技术
我国矿产资源丰富且开采范围较广，矿层开采过后采空区原始应力发生变化，若未及时支护或支护处理不到位有可能造成地表塌陷、地裂缝甚至山体崩滑等地质灾害，不仅破坏了自然环境，也给周围建筑及住户造成了极大的生命财产威胁。采空区地基的处理方法一般有注浆充填法、堆载预压法、砌筑法、强夯法等，其中最常用的是注浆充填法。注浆充填法处理采空区已经是一项成熟的技术，其特点在于适用范围很广，可处理各种类型的采空区空洞，并且能通过检测和二次注浆来进一步加固，以达到相关质量要求。除此之外，注浆充填法还有工艺简单、取材容易、设备易操作等优点。
近年来由于城镇化和工业化脚步加快，许多住房、路桥和城市基础设施需拆除重建，由此产生了大量的废弃混凝土，这些废弃物如若处置不当必会造成新的污染。目前已经有许多国内外专家将废弃混凝土回收利用生成再生混凝土，这些再生混凝土多用于工程结构中，因此对力学性能要求较高使得废弃混凝土利用率低。而采空区地基充填主要是对采矿过后的空洞进行充填处理，对充填物的力学性能要求相对较低，并且不同规模的采空区使用不同粒径的废弃料进行充填可将破碎筛分后的废弃混凝土从超细粉体、细骨料到粗骨料进行充分利用。大大地提高了废弃混凝土的利用率，节约了充填成本，保护了生态环境。
发明专利“一种采空区快速注浆系统”（申请号：201510337451.9）公开了一种包括制浆装置、洗孔装置、初注装置、复注装置和浆液面控制装置的采空区快速注浆系统。该系统将传统骨料添加工艺的添加地点由孔口改为制浆站，通过管道输送至采空区，大大减少了“搬家”次数，且不受地形起伏变化的影响；但骨料和胶凝材料全都需要人工运去制浆站，大大耗费了人力财力。
发明专利“一种利用废弃混凝土制备煤矿充填膏体的方法”（申请号：201410178455.2）公开了一种废弃混凝土与煤矸石结合制备煤矿充填膏体的方法，该方法将废弃混凝土在无需锻烧的情况下，完全回收利用，从而解决了占用土地及破坏生态环境的问题，同时为煤矿充填开采提供了较充足的廉价原料，降低了充填成本，为充填开采技术的全面实施奠定了基础。不过该法配制出的充填膏体由于流动性较低、接顶性差等原因只能适用于单个空洞体积较大或边采边充填的采空区，使用范围不够广泛。
综上所述，目前采空区的注浆处理或多或少存在充填材料成本高、充填效率低、适用范围窄等问题。因此设计一种充填成本低、注浆效率高、适用范围广的注浆方法十分有必要。
发明内容
为了克服现有的技术存在的不足, 本发明提供一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工系统及施工工艺，本发明将废弃混凝土回收破碎后，与水泥、粉煤灰等混合制成采空区场地的充填浆料，并设计出一种高效率的筛分、注浆工艺，不仅使废弃物得以回收利用节约了资源、修复了生态环境，同时筛分与注浆系统一体化使得注浆效率大大提高，节省了人力物力财力。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工系统，包括破碎机、筛分机、一个或多个搅拌池、与搅拌池对应的注浆泵，所述筛分机包括筛分箱，所述筛分箱内依次设有若干层筛孔依次减小的筛网，所述筛分箱上对应每层筛网均设有出料口，最上层出料口与破碎机的进料口连通，所述破碎机出料口的物料通过螺旋送料机输送到筛分机的进料口，下层出料口的物料通过螺旋送料机输送到对应的搅拌池内，搅拌池通过输水管连通水池，皮带输送机输送混合料到搅拌池内，注浆泵一端通过浆液输送管连通搅拌池，另一端通过高压胶管连通注浆钢管，注浆钢管贯穿松散层、基岩连通采空区，注浆钢管上在松散层、基岩相接处穿设有止浆塞，注浆钢管上还设有注浆压力表。
进一步，所述筛分箱上每个出料口的两端均固设有卡槽，所述筛网对应出料口所在的对面一端与筛分箱可拆卸铰接，对应出料口所在的一端与筛分箱可转动连接，并在对应出料口端的筛网末端铰接有一微弹性的且与筛网宽度一致的出料板，所述出料板的另一端与卡槽限位连接。
进一步，所述筛分机包括从上到下依次分布的第一层筛网、第二层筛网、第三层筛网、集料板，在筛分箱上对应第一层筛网下端设有粗骨料出料口、对应第二层筛网下端设有中粗骨料出料口、对应第三层筛网下端设有细骨料出料口、对应集料板下端设有粉料出料口。
进一步，所述第一层筛网的孔径为10mm、第二层筛网的孔径为2.5mm,第三层筛网的孔径为1mm。
进一步，输水管上设置有流量控制阀和流量计，皮带输送机和螺旋送料机上安装有变频调速器。
一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工工艺，包括以下步骤：
S1：判断目标采空区的类型，根据单个空洞体积的大小和三带特征不同分为小型采空区、中型采空区、大型采空区；
S2：在地面上依次布置筛分机、破碎机、一个或多个搅拌池、与搅拌池对应的注浆泵，筛分机的粗骨料出料口和破碎机的进料口连通，并用折型螺旋送料机连通破碎机的出料口和筛分机的进料口；
S3：筛分机的中粗骨料出料口、细骨料出料口、粉料出料口分别通过直形螺旋送料机连通不同的或相同的搅拌池，不同的搅拌池旁边通过皮带输送机运输不同的组分和配比的水泥基混合料，搅拌池上方通过输水管连通水池注水；
S4：将收集到的废弃混凝土去除杂质后用破碎机进行破碎，得到粒径不等的混合骨料，将混合骨料加入筛分机中，筛分机粉料出料口得到粒径小于1mm的废弃混凝土粉料、细骨料出料口得到粒径1～2.5mm的废弃混凝土细骨料、中粗骨料出料口得到粒径2.5～10mm的废弃混凝土中粗骨料，粗骨料出料口得到粒径大于10mm的废弃混凝土粗骨料，将废弃混凝土粗骨料进行再破碎；
S5：根据S1判断出的目标采空区的类型利用注浆泵连通对应的搅拌池和目标采空区，其中，注浆泵通过高压胶管连通注浆钢管，将搅拌池内的混合料充填到目标采空区，并在注浆钢管上安装止浆塞。
进一步，小型采空区充填粉料出料口对应的搅拌池内的混合浆液，中型采空区充填细骨料出料口对应的搅拌池内的混合砂浆，大型采空区充填细骨料出料口、中粗骨料出料口对应的搅拌池内的混合膏体。
进一步，小型采空区充填的混合浆液各组分及质量配合比为：水泥5%～15%、水40%～50%，粉煤灰30%～40%，废弃混凝土粉料5%～15%；中型采空区充填的混合砂浆各组分及质量配合比为：水泥6%～8%，水30%～40%，天然砂5%～15%，废弃混凝土细骨料5%～55%，掺合料粉煤灰3%；大型采空区充填的混合膏体各组分及质量配合比为：水泥10%，水20%，粉煤灰20%，天然砂5%～10%，废弃混凝土细骨料：5%～10%，天然石屑：10%～15%，废弃混凝土粗骨料：20%～25%。
进一步，所述天然砂的细度模数为1.5～0.7，平均粒径应不大于2.5mm，有机物含量不大于3%；所用天然石屑粒径应不大于10mm，有机物含量不宜大于3%。
本发明的有益效果是：
（1）将废弃混凝土作为采空区充填材料，不仅节约了土地资源保护了生态环境，还有效治理了采空区场地，消除了可能由采空区带来的安全隐患，显著地突显出了经济效益、社会效益和生态效益。
（2）根据采空区的不同规模及发展形态制备不同的充填浆液，不仅在有效充填的同时尽可能地降低了充填成本，还大大提高了废弃混凝土的利用率。
（3）将废弃混凝土与水泥、粉煤灰等常用充填材料按比例进行混合搅拌，此方法操作简单且混合物流动性好充填度高，对于中型和大型的采空区还可将此三种浆液和膏体进行配合使用，不仅能提高充填效果还能物尽其用。
（4）将筛分系统与注浆系统一体化设计，能够大大提高注浆效率，还节约了人力物力财力。
综上所述，本发明施工操作较简单，工程效率高，广泛适用于各种类型的采空区，在节约成本的同时响应了生态文明的号召。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工实施流程示意图；
图2为本发明利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工系统的结构示意图；
图3为本发明中筛分机的结构示意图；
图4为本发明中筛分机的筛网或集料板与卡槽的连接示意图；
图5是本发明中筛分机的筛网或集料板与出料板的连接示意图；
图6是本发明中筛分机的筛网或集料板与环形圆柱体的连接示意图；
图7是本发明中筛分机的筛网或集料板出料前的结构示意图；
图8是本发明中筛分机的筛网或集料板出料后的结构示意图。
图中：1.筛分机，2.破碎机，3.搅拌池，4.折形螺旋送料机，5.直形螺旋送料机，6.皮带输送机，7.水池，8.输水管，9.注浆泵，10.浆液输送管，11.高压胶管，12.注浆压力表，13.注浆钢管，14.止浆塞，15.松散层，16.基岩，17.采空区，1-1.筛分箱，1-2.底桶，1-3.减震弹簧，1-4.振动机构，1-5.进料口，1-6.防尘罩，1-7.筛网，1-71.弹跳球，1-72.挡球环，1-8.出料口，1-9.卡槽，1-91.卡槽壳，1-92.矩形孔，1-93.滚珠，1-94.连接件，1-10.环形圆柱，1-101.卡扣，1-11.螺栓，1-12.辘轳，1-121.绳子，1-13.出料板，1-131.铁板，1-132.橡胶板，1-14.集料板，1-15.合页。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明专利的具体实施方法。本发明专利的保护范围并不仅仅局限于本实施方法的描述。
实施例中，利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工工艺，包括以下步骤：
（1）判断目标采空区的类型，根据单个空洞体积的大小和三带特征不同分为小型采空区、中型采空区、大型采空区；根据不同规模采空区制备不同的充填浆液，对于规模小或因顶板垮落等造成单个空洞体积较小的小型采空区，应利用水泥、粉煤灰、超细粉体和水混合制备浆液以充填小空洞和裂隙；对于规模较大或因顶板较稳定等原因使单个空洞体积较大的中型采空区，应将废弃混凝土细骨料、天然砂、水泥和水混合，并添加一定的掺合料制备成水泥砂浆浆液以充填较大空洞；对于规模很大或因三带特征不明显等原因使单个空洞体积很大的大型采空区，应将废弃混凝土粗骨料、废弃混凝土细骨料、天然砂石、水泥、粉煤灰和水按照一定比例制备成充填膏体以充填大空洞采空区。
（2）在地面上依次布置筛分机1、破碎机2、1-3个搅拌池3、每个搅拌池3配设一个注浆泵9，筛分机1包括粗骨料出料口、中粗骨料出料口、细骨料出料口、粉料出料口，其中粗骨料出料口和破碎机2的进料口连通，并用折型螺旋送料机连通破碎机2的出料口和筛分机1的进料口，将收集到的废弃混凝土去除杂质后用破碎机2进行破碎，得到粒径不等的混合骨料，将混合骨料加入筛分机1中，筛分机1粉料出料口得到粒径小于1mm的废弃混凝土粉料、细骨料出料口得到粒径1～2.5mm的废弃混凝土细骨料、中粗骨料出料口得到粒径2.5～10mm的废弃混凝土中粗骨料，粗骨料出料口得到粒径大于10mm的废弃混凝土粗骨料，将废弃混凝土粗骨料进行再破碎。
（3）根据步骤（1）判断出的目标采空区的类型，将筛分机1的各出料口过螺旋送料机连通到搅拌池3，并根据预先设定好的配合比用搅拌池3另一侧的皮带输送机6将其余所需混合料运输至搅拌池3，通过输水管8从上方水池7取水进行混合搅拌，最后通过通过依次连通的浆液输送管10、注浆泵9、高压胶管11、注浆钢管13将搅拌后的充填料加压注进对应的采空区，并在注浆钢管13上安装止浆塞14和注浆压力表1212，待注浆压力表12达到预设值时停止注浆。
具体的，筛分机1的中粗骨料出料口、细骨料出料口通过直形螺旋送料机5连通第一搅拌池3，第一搅拌池3通过依次连通的浆液输送管10、注浆泵9、高压胶管11、注浆钢管13将浆液输送到中型采空区或大型采空区，其中，中型采空区充填的混合砂浆各组分及质量配合比为：水泥6%～8%，水30%～40%，天然砂5%～15%，废弃混凝土细骨料5%～55%，掺合料粉煤灰3%；大型采空区充填的混合膏体各组分及质量配合比为：水泥10%，水20%，粉煤灰20%，天然砂5%～10%，废弃混凝土细骨料：5%～10%，天然石屑：10%～15%，废弃混凝土粗骨料：20%～25%；筛分机1粉料出料口通过直形螺旋送料机5连通第二搅拌池3，第二搅拌池3通过依次连通的浆液输送管10、注浆泵9、高压胶管11、注浆钢管13将浆液输送到小型采空区，其中，小型采空区充填的混合浆液各组分及质量配合比为：水泥5%～15%、水40%～50%，粉煤灰30%～40%，废弃混凝土粉料5%～15%粉料还可通过球磨机球磨激发其活性，进而提高其掺入量。
对于大规模采空区，由于其地下空洞较大，若直接使用传统浆液进行充填势必会造成浆液大量流失，注浆量难以控制；若先采用膏体进行充填，膏体流动性较低能够迅速将大规模采空区空洞填实，对于顶板垮落的采空区可再用浆液进行接顶充填，利用浆液的流动性充填采空区上覆岩层裂隙，以便使充填效果达到最佳。
对于中型规模采空区，充填膏体骨料太大可能造成充填料堵塞在下部注浆口，给后续注浆带来极大的困难；采用水泥砂浆进行填充既能防止大骨料堵塞注浆口又能避免过大的流动性造成浆液损失，既节约了成本又达到了良好的充填效果。
对于小型规模采空区，主要充填的是裂缝和小空隙，因此需要流动性强且细度高的浆液才能达到较好的充填效果。
分规模充填采空区能够将不同粒径的废弃混凝土料充分利用起来，大大提高了废弃物的利用率；同时，根据采空区规模选取适宜的充填料能够显著增强施工效率，且有利于观察注浆情况以控制充填成本。
并且，经过反复试验证明，采用上述不同的组分及配合比充填不同规模的采空区，充填效果最佳，具体检测方法如下：
注浆结束后，采用物探和钻探相结合的方式对采空区注浆效果进行检测，以便能够及时发现问题并采取补救措施。物探采用高密度电阻率法和瞬变电池法在地基稳定性薄弱段布设物探线，并与初期物探勘察结果进行对比，高密度电阻率法测得原来的低阻异常区域明显减弱，视电阻率曲线平缓、连续，幅值变化较小说明采空区注浆后效果较好，采空区垮落断裂、空化区域得到充填；瞬变电池法测得注浆后的采空区场地地层岩性正常，无低阻异常区且电阻率等值线分布均匀扭曲现象消失，说明注浆效果较好，达到预期值。钻探检测在地质勘察孔附近进行钻孔，钻探过程中，循环液无漏失，各钻孔漏水、掉钻现象消失，无垮落、空洞等异常情况，注浆效果显著，另外对所取结石体进行室内无侧限抗压强度试验，各结石体无侧限抗压强度均大于2.0MPa满足工程要求，采用本发明所述的施工系统及施工方法充填的采空区各项检测均满足工程要求。
另外，本发明所使用的筛分机是根据施工要求特别设计的一种能够快速出料的筛分机，如图3-7所述，本发明所采用的筛分机1包括筛分箱1-1，所述筛分箱1-1为长方体形，所述筛分箱1-1的下端连接底桶1-2，连接处设有减震弹簧1-3，所述底桶1-2内设有振动机构1-4，所述筛分箱1-1的上部设有进料口1-5，进料口1-5下设防尘罩1-6，所述筛分箱1-1内依次设有若干层筛孔依次变小的筛网1-7，所述筛网1-7为双层子母网，子母网之间设有若干组弹跳球1-71，所述弹跳球1-71通过挡球环1-72限位。所述筛分箱1-1上对应每层筛网1-7所在水平位置的下侧均设有出料口1-8。
如图6所示，所述筛网1-7在出料口1-8对侧端与筛分箱1-1可拆卸铰接，具体的，筛网1-7上对应出料口1-8对侧的一端通过一个环形圆柱1-10与筛分机1铰接，所述环形圆柱1-10体焊接镶嵌在筛分箱1-1壁上，且柱心与机箱壁在同一平面，筛网1-7通过卡扣1-101与环形圆柱1-10体铰接，卡扣1-101可采用螺栓式卡扣1-101，还可以采用一根铁丝穿过环形圆柱1-10体，铁丝的两端与筛网1-7连接，使筛网1-7能以柱心为基点沿环形柱侧面转动。
如图7-8所示，所述筛网1-7的出料口1-8端与筛分箱1-1可活动连接，具体的，筛网1-7的出料口1-8端在筛分箱1-1壁上与筛网1-7在同一水平面的位置开若干定位孔，通过可拆卸的螺栓1-11贯穿定位孔起到支撑筛网1-7的作用，出料时，拔出螺栓1-11使筛网出料口端迅速下滑至出料口1-8，实现放料，筛分箱1-1的上部设有辘轳1-12，辘轳1-12上的绳子1-121与出料口1-8端的筛网1-7固定连接，出料完毕后利用辘轳1-12将筛网1-7拉起至对应定位孔的位置，并插入螺栓1-11将其固定，继续进行筛分工作。
在另一个实施例中，可以将辘轳1-12替换为小型卷扬机，起到收缩筛网1-7的作用。
如图3，7-8所示，所述出料口1-8的两端固设有卡槽1-9，所述卡槽1-9包括卡槽壳1-91，所述卡槽壳1-91为空心长方体，所述卡槽壳1-91两侧壁开设有对称的矩形孔1-92，所述卡槽壳1-91内设有一与空心长方体内壁三面相切的滚珠1-93，所述滚珠1-93内穿设有一连接件1-94，所述连接件1-94的两端穿过矩形孔1-92与出料板1-13铰接，使滚珠1-93能够随出料板1-13升降在卡槽1-9内上下滚动；当出料板1-13下放位于出料口1-8时滚珠1-93滑动到卡槽1-9底端，当筛网1-7提升至水平面时，出料板1-13带动铁球滑动到卡槽1-9顶端，卡槽壳1-91空心长方体的高度应大于放料前后出料板1-13的底边位移。所述出料板1-13与筛网1-7通过合页1-15连接后的长度恰好使得筛网1-7倾斜放料时底边衔接在出料口1-8的底边。
如图3或图5所示，在出料口1-8端的筛网1-7上还通过合页1-15铰接有一微弹性的出料板1-13，在合页1-15片轴上连接着一根绳子1-121通向机箱顶部的辘轳1-12，出料板1-13的另一端连接卡槽1-9使出料板1-13能上下滑动；所述出料板1-13由铁板1-131与橡胶板1-132嵌接构成，所述橡胶板1-132的位置设在靠近出料口1-8处，使出料板1-13具有一定的变形能力，便于带动铁球上下滑动，避免了由于铁板1-131跟卡槽1-9都是刚性材料而引起上滑时卡住不动的现象。所述筛分箱1-1的最底层为集料板1-14，所述集料板1-14的设置方式与筛网1-7的设置方式相同。
具体实施时，筛分机1包括从上到下依次分布的第一层筛网、第二层筛网、第三层筛网、集料板1-14，在筛分箱上对应第一层筛网下端设有粗骨料出料口、对应第二层筛网下端设有中粗骨料出料口、对应第三层筛网下端设有细骨料出料口、对应集料板下端设有粉料出料口。所述第一层筛网的孔径为10mm、第二层筛网的孔径为2.5mm,第三层筛网的孔径为1mm，集料板1-14为一块大钢片。物料从进料口1-5进入筛分机1，在机械振动作用下物料进行层层筛分，最小粒径的物料落在集料板1-14上，通过拔出筛网1-7或集料板1-14侧的螺栓1-11放出筛选出的物料，进入下个工序中。
如图2到图7所示，将收集到的废弃混凝土去除金属、塑料、木屑等杂质放入破碎机2破碎后通过折形螺旋送料机4送至筛分机1进行筛分，筛分完毕后拧出出料口端的螺丝钉使筛网一端失去支撑下滑，通过合页和卡槽铁板与筛网直线固定在出料口位置，使颗粒在重力作用下流出。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (9)
1.一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工系统，其特征在于，包括破碎机、筛分机、一个或多个搅拌池、与搅拌池对应的注浆泵，所述筛分机包括筛分箱，所述筛分箱内依次设有若干层筛孔依次减小的筛网，所述筛分箱上对应每层筛网均设有出料口，最上层出料口与破碎机的进料口连通，所述破碎机出料口的物料通过螺旋送料机输送到筛分机的进料口，下层出料口的物料通过螺旋送料机输送到对应的搅拌池内，搅拌池通过输水管连通水池，皮带输送机输送混合料到搅拌池内，注浆泵一端通过浆液输送管连通搅拌池，另一端通过高压胶管连通注浆钢管，注浆钢管贯穿松散层、基岩连通采空区，注浆钢管上在松散层、基岩相接处穿设有止浆塞，注浆钢管上还设有注浆压力表。
2.如权利要求1所述的一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工系统，其特征在于，所述筛分箱上每个出料口的两端均固设有卡槽，所述筛网对应出料口所在的对面一端与筛分箱可拆卸铰接，对应出料口所在的一端与筛分箱可转动连接，并在对应出料口端的筛网末端铰接有一微弹性的且与筛网宽度一致的出料板，所述出料板的另一端与卡槽限位连接。
3.如权利要求1所述的一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工系统，其特征在于，所述筛分机包括从上到下依次分布的第一层筛网、第二层筛网、第三层筛网、集料板，在筛分箱上对应第一层筛网下端设有粗骨料出料口、对应第二层筛网下端设有中粗骨料出料口、对应第三层筛网下端设有细骨料出料口、对应集料板下端设有粉料出料口。
4.如权利要求3所述的一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工系统，其特征在于，所述第一层筛网的孔径为10mm、第二层筛网的孔径为2.5mm,第三层筛网的孔径为1mm。
5.如权利要求1所述的一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工系统，其特征在于，输水管上设置有流量控制阀和流量计，皮带输送机和螺旋送料机上安装有变频调速器。
6.利用权利要求1-5任意一项权利要求所述的一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工系统的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：判断目标采空区的类型，根据单个空洞体积的大小和三带特征不同分为小型采空区、中型采空区、大型采空区；
S2：在地面上依次布置筛分机、破碎机、一个或多个搅拌池、与搅拌池对应的注浆泵，筛分机的粗骨料出料口和破碎机的进料口连通，并用折型螺旋送料机连通破碎机的出料口和筛分机的进料口；
S3：筛分机的中粗骨料出料口、细骨料出料口、粉料出料口分别通过直形螺旋送料机连通不同的或相同的搅拌池，不同的搅拌池旁边通过皮带输送机运输不同的组分和配比的水泥基混合料，搅拌池上方通过输水管连通水池注水；
S4：将收集到的废弃混凝土去除杂质后用破碎机进行破碎，得到粒径不等的混合骨料，将混合骨料加入筛分机中，筛分机粉料出料口得到粒径小于1mm的废弃混凝土粉料、细骨料出料口得到粒径1～2.5mm的废弃混凝土细骨料、中粗骨料出料口得到粒径2.5～10mm的废弃混凝土中粗骨料，粗骨料出料口得到粒径大于10mm的废弃混凝土粗骨料，将废弃混凝土粗骨料进行再破碎；
S5：根据S1判断出的目标采空区的类型利用注浆泵连通对应的搅拌池和目标采空区，其中，注浆泵通过高压胶管连通注浆钢管，将搅拌池内的混合料充填到目标采空区，并在注浆钢管上安装止浆塞。
7.如权利要求6所述的一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工工艺，其特征在于，小型采空区充填粉料出料口对应的搅拌池内的混合浆液，中型采空区充填细骨料出料口对应的搅拌池内的混合砂浆，大型采空区充填细骨料出料口、中粗骨料出料口对应的搅拌池内的混合膏体。
8.如权利要求7所述的一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工工艺，其特征在于，小型采空区充填的混合浆液各组分及质量配合比为：水泥5%～15%、水40%～50%，粉煤灰30%～40%，废弃混凝土粉料5%～15%；中型采空区充填的混合砂浆各组分及质量配合比为：水泥6%～8%，水30%～40%，天然砂5%～15%，废弃混凝土细骨料5%～55%，掺合料粉煤灰3%；大型采空区充填的混合膏体各组分及质量配合比为：水泥10%，水20%，粉煤灰20%，天然砂5%～10%，废弃混凝土细骨料：5%～10%，天然石屑：10%～15%，废弃混凝土粗骨料：20%～25%。
9.如权利要求8所述的一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工工艺，其特征在于，所述天然砂的细度模数为1.5～0.7，平均粒径应不大于2.5mm，有机物含量不大于3%；所用天然石屑粒径应不大于10mm，有机物含量不宜大于3%。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911055167.7A CN110671147B (zh) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工系统及施工工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911055167.7A CN110671147B (zh) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工系统及施工工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110671147A true CN110671147A (zh) | 2020-01-10 |
| CN110671147B CN110671147B (zh) | 2024-02-27 |
Family
ID=69085457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911055167.7A Active CN110671147B (zh) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工系统及施工工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110671147B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111592323A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-08-28 | 陕西拉发纪新材料科技有限公司 | 一种基于建筑废弃物的废弃煤矿填充料 |
| CN112440381A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-03-05 | 南通装配式建筑与智能结构研究院 | 压力注浆搅拌设备及其控制方法 |
| CN112549293A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-03-26 | 罗洪湖 | 再生细骨料高强自密实混凝土的制备方法及加工设备 |
| CN112677324A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-20 | 罗洪湖 | 一种再生细骨料高强自密实混凝土的加工设备 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001220192A (ja) * | 2000-02-09 | 2001-08-14 | Koubutsu Kaiseki Kenkyusho:Kk | 再生細骨材の製造システム |
| KR20020042569A (ko) * | 2002-04-27 | 2002-06-05 | 기준호 | 폐 콘크리트를 이용한 재생 골재 제조방법 및 장치 |
| CN102661170A (zh) * | 2012-03-16 | 2012-09-12 | 滕州市级翔(集团)级索煤矿 | 利用建筑废弃物制备矿用膏体连续搅拌充填工艺及装置 |
| CN103590851A (zh) * | 2013-10-25 | 2014-02-19 | 玉溪矿业有限公司 | 一种井下废石混凝土制备及泵送充填系统及方法 |
| CN103979884A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-08-13 | 太原理工大学 | 一种利用废弃混凝土制备煤矿充填膏体的方法 |
| CN106194249A (zh) * | 2016-09-29 | 2016-12-07 | 路彬 | 一种煤矿采空区全势能膏体充填系统和方法 |
| CN107352907A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-11-17 | 固岩科技发展有限公司 | 一种煤矿用充填料浆的制备方法 |
| CN108117338A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-05 | 太原理工大学 | 一种利用废弃烧结砖制备煤矿充填膏体的方法 |
| CN109053084A (zh) * | 2018-09-27 | 2018-12-21 | 太原理工大学 | 一种利用废弃玻璃制备煤矿膏体充填材料的方法 |
| CN109650805A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-04-19 | 徐州工程学院 | 一种利用废弃混凝土制备固碳充填膏体的方法 |
| CN109664406A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-04-23 | 东莞理工学院 | 一种建筑废弃物资源化处理系统 |
| CN109956712A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-07-02 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 连续式建筑再生骨料充填煤矿采空区系统及工艺 |
| CN210829385U (zh) * | 2019-10-31 | 2020-06-23 | 河南理工大学 | 一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工系统 |
-
2019
- 2019-10-31 CN CN201911055167.7A patent/CN110671147B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001220192A (ja) * | 2000-02-09 | 2001-08-14 | Koubutsu Kaiseki Kenkyusho:Kk | 再生細骨材の製造システム |
| KR20020042569A (ko) * | 2002-04-27 | 2002-06-05 | 기준호 | 폐 콘크리트를 이용한 재생 골재 제조방법 및 장치 |
| CN102661170A (zh) * | 2012-03-16 | 2012-09-12 | 滕州市级翔(集团)级索煤矿 | 利用建筑废弃物制备矿用膏体连续搅拌充填工艺及装置 |
| CN103590851A (zh) * | 2013-10-25 | 2014-02-19 | 玉溪矿业有限公司 | 一种井下废石混凝土制备及泵送充填系统及方法 |
| CN103979884A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-08-13 | 太原理工大学 | 一种利用废弃混凝土制备煤矿充填膏体的方法 |
| CN106194249A (zh) * | 2016-09-29 | 2016-12-07 | 路彬 | 一种煤矿采空区全势能膏体充填系统和方法 |
| CN107352907A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-11-17 | 固岩科技发展有限公司 | 一种煤矿用充填料浆的制备方法 |
| CN108117338A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-05 | 太原理工大学 | 一种利用废弃烧结砖制备煤矿充填膏体的方法 |
| CN109053084A (zh) * | 2018-09-27 | 2018-12-21 | 太原理工大学 | 一种利用废弃玻璃制备煤矿膏体充填材料的方法 |
| CN109650805A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-04-19 | 徐州工程学院 | 一种利用废弃混凝土制备固碳充填膏体的方法 |
| CN109664406A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-04-23 | 东莞理工学院 | 一种建筑废弃物资源化处理系统 |
| CN109956712A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-07-02 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 连续式建筑再生骨料充填煤矿采空区系统及工艺 |
| CN210829385U (zh) * | 2019-10-31 | 2020-06-23 | 河南理工大学 | 一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工系统 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111592323A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-08-28 | 陕西拉发纪新材料科技有限公司 | 一种基于建筑废弃物的废弃煤矿填充料 |
| CN112440381A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-03-05 | 南通装配式建筑与智能结构研究院 | 压力注浆搅拌设备及其控制方法 |
| CN112549293A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-03-26 | 罗洪湖 | 再生细骨料高强自密实混凝土的制备方法及加工设备 |
| CN112677324A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-20 | 罗洪湖 | 一种再生细骨料高强自密实混凝土的加工设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110671147B (zh) | 2024-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110671147B (zh) | 一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工系统及施工工艺 | |
| CN112814732A (zh) | 一种废石与尾砂混合料浆制备与泵送充填装置 | |
| CN109956712A (zh) | 连续式建筑再生骨料充填煤矿采空区系统及工艺 | |
| CN103216239A (zh) | 一种矿山活动塌陷区回填处置方法 | |
| CN110627446A (zh) | 一种经济环保型隧道喷射混凝土及施工工艺 | |
| CN103590851A (zh) | 一种井下废石混凝土制备及泵送充填系统及方法 | |
| CN108316346A (zh) | 一种废弃地下人防洞的绿色处理方法 | |
| CN201982137U (zh) | 以矸石为骨料混凝土充填材料的井下制备装置 | |
| CN102661170A (zh) | 利用建筑废弃物制备矿用膏体连续搅拌充填工艺及装置 | |
| CN210829385U (zh) | 一种利用废弃混凝土充填不同规模采空区的施工系统 | |
| Xuan et al. | Backfill mining practice in China coal mines | |
| CN215520873U (zh) | 一种煤矸石粉覆岩压实注浆充填开采系统 | |
| CN207976473U (zh) | 固体材料条带充填稳定性模拟系统、实验主体 | |
| CN101749047A (zh) | 膏体充填模拟试验系统 | |
| CN102775105A (zh) | 一种利用建筑废弃物制备矿用膏体充填骨料及制备方法 | |
| CN110005370A (zh) | 控制地表沉陷的离层注浆材料及其制备方法和注浆方法 | |
| CN114961726B (zh) | 小窑破坏区煤层充填复采方法 | |
| CN202467923U (zh) | 一种利用建筑废弃物制备矿用膏体连续搅拌充填装置 | |
| CN214303937U (zh) | 一种废石与尾砂混合料浆制备与泵送充填装置 | |
| CN104475215B (zh) | 一种堆石坝高标准过渡料的一体化生产工艺 | |
| CN114396058A (zh) | 一种由建筑垃圾细料制备低强度流动化回填材料配合比设计方法 | |
| CN203614129U (zh) | 一种井下废石混凝土制备及泵送充填系统 | |
| CN113277797A (zh) | 一种用于塌陷区治理的注浆材料 | |
| CN113073629A (zh) | 一种固化土桩的施工方法 | |
| CN115504723B (zh) | 一种适用于岩溶发育地层防渗注浆的塑性浆体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |