[發明專利]多功能濾水充填井及其使用方法

有效

• 申請號: 201210009493.6
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102562151A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 李煒;孔令君;周旭;楊陸海;馮金慶;林強;廖美權;白朝選
• 申請（專利權）人: 陜西煎茶嶺鎳業有限公司
• 主分類號: E21F16/00
• 分類號: E21F16/00;E21F15/00;E21F11/00;E21F1/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

發明領域：

本發明屬于礦山膠結充填領域，涉及一種濾水充填井及其使用方法，尤其是一種充填作業時能夠集濾水、一次砌井、通風、行人、緊急逃生為一體的多功能濾水充填井及其使用方法。

背景發明：

充填作業時，由于充填料漿泌水無法及時排出，造成膠結劑與骨料離析，使充填體強度降低，增加礦山安全風險，需額外布置采礦輔助工程，導致采礦綜合成本高。充填井主要作用為安置充填管道使用；逃生通道主要是發生礦難時礦工自救的重要手段?，F階段國內外礦山對于充填濾水、充填井、逃生通道普遍為單體設計，未見濾水、充填井、逃生通道綜合解決發明和設施，因此如何設計，整體兼顧成為充填法開采礦山的思維瓶頸。

發明內容：

本發明的目的在于克服上述現有發明的缺點，提供一種多功能濾水充填井及其使用方法，多功能濾水充填井包括圓桶形骨架、濾水層和排水系統，其中圓桶形骨架采用橫向圓鋼圈和縱向拉桿整體焊接支撐方式，濾水層包裹在圓桶形骨架外，排水系統設置在圓桶形骨架底部；所述濾水層由內濾水層、中濾水層和外濾水層構成。

所述濾水充填井直徑1.5m，高度與采礦進路等高。

所述內濾水層使用雙層焊接鋼網與圓桶形骨架捆扎聯接，鋼網網度100mm×100mm，采用Ф6mm圓鋼焊接。

所述中間濾水層應用PET濾水材料包裹于內濾水層表面，聯接方式為線縫合方式。

所述PET濾水材料是透氣量750L/m²·S?at?250Pa，斷裂強度1350N/8×20cm，縱向拉裂強度2000KN/m，橫向拉裂強度4000KN/m的濾布。

所述外濾水層包裹在中間濾水層表面，材料為雙層編織鋼絲網，網度規格為0.75mm×0.75mm，采用綁扎方式聯接。

所述排水系統采用桶體底部開口法蘭聯接排水管方式；桶體側部垂直封堵板墻開口，開口尺寸為厚度50mm，高于巷道底板20cm～30cm。

所述PET濾水材料的選取依據poiseuille定律：式中：v表示流體在介質濾層中的流速，μ為流體粘度，L為通道的平均長度，de為通道的當量直徑，通過推導求出濾水體積速度、濾水材料性能、料漿性質之間關系：式中：ε為濾水材料透水系數，t為時間，S為料漿顆粒比表面積，ρ為料漿濃度，V₀為料漿流動速度，結合公式根據現有充填系統參數選用PET濾水材料，根據采場進路尺寸，計算濾水材料最大承壓值為80Pa，采用透氣量750L/m²·S?at?250Pa，斷裂強度1350N/8×20cm，縱向拉裂強度2000KN/m，橫向拉裂強度4000KN/m的濾布作為中層濾水材料。

所述多功能濾水充填井的用途，所述多功能濾水充填井利用鋼絲網及高效濾水層能夠將充填料漿泌水等量排出，防止料漿采場內離析，利于充填體強度提高；成井完整，充填結束后，充填進路中形成規則的預制充填井；提高充填接頂率，濾水充填井能夠將進路中的泌水排出，接頂率提高至95％以上；安全功能：進路通風作用，濾水充填井層與層之間隨開采逐段延伸并與回風巷相通，提高條進路通風能力；逃生救生作用：每條進路中均有有濾水充填井，內設行人梯，作為逃生通道使用，增加進路第三逃生通道。

本發明的多功能濾水充填井，應用于充填采礦法礦山充填濾水、通風、行人、砌井等。濾水充填井主要有圓桶形骨架、濾水層和排水系統三部分組成。主要特征表現為采場進路充填時，事先用鋼筋做圓桶形骨架，放置于充填小井位置，圓桶形骨架外層設置三層濾水裝置，內層采用鋼網布置，中間層采用高效濾水材料布置，外層采用雙層編織鋼絲網布置，便于過濾粗砂及保護濾布防止穿濾，待充填結束后，充填小井便一次形成。

本發明的有益效果為，可以將充填料漿泌水及時排出，防止料漿離析，提高充填體強度；一次形成充填小井，防止了人員近似垂直鑿巖時發生冒落的危險；為員工在井下發生突發事故時提供了便捷的逃生通道；進路通風作用，濾水充填井層與層之間隨開采逐段延伸并與回風巷相通，提高條進路通風能力。

附圖說明：

圖1為本發明的多功能濾水充填井制備過程圖；

圖2為本發明的多功能濾水充填井結構示意圖；

圖3為圖2的Z-Z面剖視圖。