CN201747404U - 一种用于井下尾砂充填的封砂滤水系统 - Google Patents

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李冬青
匡玉生
张传信
孙浩
胡永泉
赵继银
胡新付
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Abstract

本实用新型公开了一种用于井下尾砂充填的封砂滤水系统,其墙体(2)为一水平放置的嵌岩梨形混凝土结构,墙体(2)大头朝向采空区(10),墙体(2)大头凸出鼓形的上部与一岩体小井(1)贯通,墙体(2)中设有上下两根排水管(4),分别为上部排水管、下部排水管,上部排水管、下部排水管的进口带有花管(7),其出口装有闸阀(5)。本实用新型可以承受300m以上水头的压力,防止水砂泄漏,既可排除尾砂沉降水,又可排出尾砂孔隙水,以提高采空区内尾砂充填体的固结度和稳定性,特别适用于全尾砂水力充填处理各类大中小型采空区全尾砂充填时使用。

Description

一种用于井下尾砂充填的封砂滤水系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种尾砂充填的封闭系统,尤其是涉及一种用于井下尾砂充填的 封砂滤水系统。适用于各类矿山利用全尾砂对已有采空区充填时用于封闭尾砂,实现砂水 分离,及时排除尾砂沉降水和孔隙水。
背景技术
[0002] 分段空场法采矿所形成的采空区在竖直方向上留有很多水平巷道,对这些采空区 进行水力充填之前,需要对这些水平巷道加以封堵,即修筑封闭挡墙。
[0003] 采空区全尾砂充填中,封闭墙出现大量漏砂现象时有发生,如采用清理方法,存在 很大的不安全因素。特别是随着雨季的到来,地下水位升高,大流量泄漏发生的可能性进一 步加大,将严重影响矿区的生产及安全。
[0004] 目前,高差不超过60m或用胶结材料充填采空区,其挡墙常用砌块,现浇混凝土或 厚度不超过Im的钢筋混凝土制作。为了防止矿山透水淹井事故,常在井下重要部位外侧设 置应急防水隔离系统,如隔水墙、防水闸门或水闸墙。其结构型式有三种:(1)楔形(凸缘 式)隔水墙;(2)矩形(摩擦式)隔水墙;(3)锚杆加固的矩形隔水墙。上述型式的挡墙或 隔水墙均不能满足长期承受较高流体压力的要求,也达不到砂水分离、及时排除尾砂沉降 水和孔隙水的能力。
[0005] 充填封闭墙的设计既要考滤封闭墙的支承能力,又要考虑其滤水条件和施工方 法。《有色金属》(矿山部分)2001 (4)期上公开了一种充填采场封闭墙的设计方法,它是采 用木支柱钢筋网滤水墙。这种滤水墙强度低,不能满足高差大、压力高的大型采空区水砂充 填要求。
发明内容
[0006] 本实用新型的目的就是针对现有技术中存在的上述缺陷,而提供一种可以承受 300m以上水头的压力,防止水砂泄漏,既可排除尾砂沉降水,又可排出尾砂孔隙水的用于井 下尾砂充填的封砂滤水系统,以提高采空区内尾砂充填体的固结度和稳定性。
[0007] 为实现本实用新型的上述目的,本实用新型一种用于井下尾砂充填的封砂滤水系 统通过以下技术方案来实现:
[0008] 本实用新型一种用于井下尾砂充填的封砂滤水系统,它包括一水平放置的嵌岩梨 形结构混凝土封闭墙,所述封闭墙的位置在采空区塌落带以外且距离采空区的边界不小于 20m,封闭墙前后5m范围内围岩完整性系数不小于0. 9,封闭墙的墙体大头朝向采空区,墙 体大头凸出鼓形的上部与一岩体小井贯通,以利施工接顶。墙体中设有上下两根排水管,分 别为上部排水管、下部排水管,上部排水管、下部排水管的进口带有花管,其出口装有闸阀。
[0009] 所述下部排水管的进口花管外表面包裹一层不锈钢丝网。
[0010] 为进一步提高封砂、滤水效果,在所述不锈钢丝网外摊铺一定厚度的砂石反滤体, 砂石反滤体表面覆盖一层土工布,土工布表面加块石予以固定。[0011] 所述不锈钢丝网的网孔尺寸韦0. 5-1. 5mm,以Imm为宜。
[0012] 所述砂石反滤体的砂石粒径自下而上、自内向外依此为30〜80mm、5〜30mm及 0. 1〜5mm。砂石反滤体的这种铺设方式既起到封砂作用,又有利于滤水。
[0013] 所述土工布的等效孔径为0. 15-0. 3mm,以0. 2mm为佳。
[0014] 本实用新型一种用于井下尾砂充填的封砂滤水系统采用以上技术方案后,具有以 下效果:
[0015] (1)可有效将尾砂封存在采空区,消除了特大型采空区的安全隐患,确保了大型深 井矿山的正常生产;
[0016] (2)将充填体中多余的水及时排除采空区,既可排除尾砂沉降水,又可排出尾砂孔 隙水,藉以提高采空区的充填率及尾砂充填体的固结度与稳定性;
[0017] (3)可以承受300m以上水头的压力,承受的动水压力大,满足高差大、压力高的大 型采空区水砂充填要求。
附图说明
[0018] 图1为本实用新型一种用于井下尾砂充填的封砂滤水系统纵向投影图。
[0019] 图2为本实用新型一种用于井下尾砂充填的封砂滤水系统水平向投影图。
具体实施方式
[0020] 为进一步描述本实用新型,下面结合附图和实施例对本实用新型一种用于井下尾 砂充填的封砂滤水系统作进一步详细描述。
[0021] 图1所示的为本实用新型一种用于井下尾砂充填的封砂滤水系统纵向投影图。
[0022] 图2所示的为本实用新型一种用于井下尾砂充填的封砂滤水系统水平向投影图
[0023] 附图标记为:
[0024] 1-岩体小井;2-墙体;3-注浆管(DN25) ;4-排水管(DN100) ;5-闸阀(DN100); 6_砂石反滤体;7-花管;8-砖墙(永久模板);9-巷道;10-采空区。
[0025] 由图1所示的本实用新型一种用于井下尾砂充填的封砂滤水系统纵向投影图并 结合图2看出:
[0026] 本实用新型一种用于井下尾砂充填的封砂滤水系统,它包括一水平放置的嵌岩梨 形结构混凝土封闭墙,所述封闭墙的位置在采空区10塌落带以外且距离采空区10的边界 不小于20m,封闭墙前后5m范围内围岩坚固稳定、完整性好,完整性系数不小于0. 9。封闭 墙的墙体2为一水平放置的嵌岩梨形混凝土结构,墙体2大头朝向采空区10,墙体2大头 凸出鼓形的上部与一岩体小井1贯通,以利施工接顶。墙体2中设有上下两根排水管4,分 别为上部排水管、下部排水管,上部排水管、下部排水管的进口带有花管7,其出口装有闸阀 5。下部排水管的进口花管外表面包裹一层不锈钢丝网,不锈钢丝网的网孔尺寸为Imm;在 不锈钢丝网外摊铺一定厚度的砂石反滤体6,砂石反滤体6表面覆盖一层土工布,土工布的 等效孔径为0. 2mm,土工布表面加块石予以固定。
[0027] 砂石反滤体6的砂石粒径自下而上、自内向外依此为30〜80mm、5〜30mm及 0. 1 〜5mm。
[0028] 本实用新型一种用于井下尾砂充填的封砂滤水系统在某地下矿山全尾砂充填的
4大型采空区共设置了 42道封闭墙,根据高差与流体压力大小按设计荷载0. 86〜9. 45MPa, 墙体2厚度2. 0〜8. Om ;整个采空区共容纳980X 104m3尾砂浆量,排出水量586X 104m3,使 采空区蓄积了沉积尾砂(干量)665X 104t (合412X104m3)。应用表明,这种新的井下混凝 土封闭墙承受的动水压力大,安全可靠,未发生任何破坏与泄漏事故,确保了某矿大型采空 区充填治理工程的圆满成功。

Claims (4)

  1. 一种用于井下尾砂充填的封砂滤水系统,其特征在于:它包括一水平放置的嵌岩梨形结构混凝土封闭墙,所述封闭墙的位置在采空区(10)塌落带以外且距离采空区(10)的边界不小于20m,封闭墙前后5m范围内围岩完整性系数不小于0.9,所述封闭墙的墙体(2)为一水平放置的嵌岩梨形混凝土结构,墙体(2)大头朝向采空区(10),墙体(2)大头凸出鼓形的上部与一岩体小井(1)贯通,墙体(2)中设有上下两根排水管(4),分别为上部排水管、下部排水管,上部排水管、下部排水管的进口带有花管(7),其出口装有闸阀(5)。
  2. 2.如权利要求1所述的一种用于井下尾砂充填的封砂滤水系统,其特征在于:所述下 部排水管的进口花管(7)外表面包裹一层不锈钢丝网。
  3. 3.如权利要求2所述的一种用于井下尾砂充填的封砂滤水系统,其特征在于:所述不 锈钢丝网的网孔尺寸0. 5-1. 5mm,所述土工布的等效孔径为0. 15-0. 3mm。
  4. 4.如权利要求3所述的一种用于井下尾砂充填的封砂滤水系统,其特征在于:所述不 锈钢丝网的网孔尺寸1. 0mm,所述土工布的等效孔径为0. 2mm。
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