[發明專利]一種高水材料地裂縫充填系統及充填治理方法

有效

• 申請號: 201310249086.7
• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN103321228A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 劉輝;鄧喀中;雷少剛;卞正富;何春桂;于洋;王業顯
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;河北工程大學
• 主分類號: E02D15/00
• 分類號: E02D15/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐惠芬

技術領域

本發明主要涉及一種地裂縫充填系統及充填治理方法，尤其適用于西部干旱礦區老采空區采動地裂縫治理的高水材料地裂縫充填系統及充填治理方法。

背景技術

地裂縫是西部礦區淺埋煤層開采造成的一種典型的地質災害，是由于資源開采引起上覆巖層的破斷而直至地表開裂而形成的，一方面，給礦井安全生產造成重大隱患，尤其是地裂縫與采空區貫通時，時常發生漏水漏風、潰水潰沙等安全事故；另一方面，對生態環境造成不可逆的損傷，地表塌陷、水土流失、植被退化等環境問題日趨嚴重。西部礦區普遍具有儲量大、埋藏淺、地表生態脆弱等特點，隨著我國煤炭西進戰略的實施，大量的煤炭資源開采造成的地裂縫災害亟須治理。

采動地裂縫分為采動過程中的臨時性裂縫和地表穩沉后的永久性裂縫兩種，臨時性裂縫對礦井安全生產的影響較大，一般是隨著工作面的推進在采空區正上方同時發育，通常的治理方法為：隨時監測、臨時掩埋、地表推平，其缺點是掩埋不實、治標不治本；永久性裂縫對生態環境的影響更大，在工作面兩側及開切眼、停采線附近發育最為密集，通常的治理方法有：沙土灌入、固體廢棄物充填等，其缺點在于：工藝復雜、成本較高、充填不實、不宜保水、留有安全隱患等。總體而言，由于采動地裂縫形態各異，深淺不一，平面分布及剖面形態極不規律，傳統的治理方法成本較高，難以從根本上消除地裂縫的安全隱患，對西部礦區脆弱生態環境的修復能力有限。

發明內容

本發明的目的是提供一種工藝簡單、成本低廉，充填密實、保水性能好、植被成活率高，能從根本上消除安全隱患的高水材料地裂縫充填系統及治理方法。

為實現上述目的，本發明的高水材料地裂縫充填系統，包括車體和發動機，所述車體上分別設有與發動機相連接的空氣壓縮機、充填漿液生產系統和注漿系統，所述充填漿液生產系統為兩套漿液攪拌桶組，漿液攪拌桶組由A漿液攪拌桶和B漿液攪拌桶構成，A漿液攪拌桶和B漿液攪拌桶內均設有氣動攪拌機，所述注漿系統包括通過管路與漿液攪拌桶組連接的注漿泵，注漿泵設有兩個吸漿口和兩個出漿口，兩個A漿液攪拌桶與注漿泵的吸漿口之間設有三通，三通上設有切換閥，兩個B漿液攪拌桶與注漿泵的吸漿口之間設有三通，三通上設有切換閥，注漿泵的兩個出漿口上設有混合器，混合器上設有注漿管，所述注漿泵以及各氣動攪拌機通過管道與空氣壓縮機相連接。所述的注漿管長度不低于30m，不超過1000m；所述的氣動注漿泵額定漿量不低于150L/min；所述發動機每小時功率不低于16kW；所述空氣壓縮機排氣量不小于3.0m3/min。

一種使用上述充填系統的高水材料地裂縫充填治理方法，其特征在于包括如下步驟：

a.?將充填系統安置在地裂縫1000m范圍以內，啟動充填系統的空氣壓縮機，將購買來的高水材料分別投入兩套漿液攪拌桶組的A漿液攪拌桶和B漿液攪拌桶內，按要求注入清水，通過空氣壓縮機驅動設在A漿液攪拌桶和B漿液攪拌桶內的氣動攪拌機工作；

b．氣動攪拌機將?A漿液攪拌桶和B漿液攪拌桶（內的高水材料和清水充分混合為漿液之后，開啟氣動注漿泵，氣動注漿泵通過管道將兩種漿液吸入氣動注漿泵內，通過氣動注漿泵的兩個出口注入混合器內充分混合形成高水材料充填漿液，將高水材料充填漿液通過注漿管向地裂縫內部注入，當高水材料充填漿液的充填高度距離地表高度h為0.4-0.6米時停止注漿，兩組漿液攪拌桶通過切換閥切換輪流使用，保證注漿流程不間斷；

c．待高水材料充填漿液充分凝固后，在地裂縫內的高水材料充填漿液固結體上覆土，覆土后將土壤夯實，夯實土體的干容重不低于1.3t/m3；?

d.?在覆土的上表面構建出深度為0.1m-0.2m的弧形裂縫槽；

e．在裂縫槽上撒播草種，并鋪設由稻麥秸稈構成的草毯基底，從而形成生態草毯，或者種植抗旱性能較強的喬灌木植物。

有益效果：本發明的高水材料地裂縫充填系統及治理方法，將高水材料充填漿液注入地裂縫中，當高水材料充填漿液充分凝固后，其形成的固態結構可完全充填至裂縫最底部，充填密實，不留地下空洞，完全消除安全隱患，充填效率高，并且充填成本低，適合于塌陷區各種類型地裂縫的充填治理，同時由于高水材料具有良好的隔水性能，以及覆土上方設置的弧形裂縫槽，能有效地減少地表水土流失，提高治理區的保水性能及植被的成活率，解決了西部干旱礦區地表生態修復的技術難題。

附圖說明

圖1為本發明的高水材料地裂縫充填系統結構圖；?

圖2為本發明的高水材料地裂縫充填結構圖；