[發明專利]基于混凝土布凝固特性的人工礦柱的構筑方法

有效

• 申請號: 201711277017.1
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108119182B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 陳慶發;高飛紅;趙富裕;胡華瑞;李世軒
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00;E21C41/18
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產權代理有限公司 45104
• 代理人: 黃永校

一種基于混凝土布凝固特性的人工礦柱的構筑方法，由以下步驟組成：清理擬構人工礦柱的底板，用鋼管構筑人工礦柱骨架，鋼管呈梅花型分布，裁剪混凝土布并留孔套在鋼管上，逐層灑水凝固并疊加形成人工礦柱的主體，待混凝土布凝固材料加高至接近頂板時，將骨架下部的鋼管與頂板預先埋設的鋼管通過不銹鋼外絲相連，在擬構人工礦柱的剩余空間內注入發泡混凝土凝固完成結頂工作。本發明提供了一種新的人工礦柱構筑方法，具有操作快捷，工藝易掌握的優點。

技術領域

本發明涉及一種非煤礦山空場采礦法中人工礦柱及其構筑方法，特別是一種基于混凝土布凝固特性的人工礦柱的構筑方法。

背景技術

在礦山地下開采中，為了控制地壓活動以及保障采礦作業安全，不得不在采場內留下大量礦柱，這會導致礦石的大量損失，因此構筑人工礦柱回采原位環境的礦柱資源顯得非常重要。已有的人工礦柱主要由磚或廢石堆砌而成，構筑方法施工復雜，應用困難，綜合成本偏高，且存在無法調節預應力，接頂困難等缺陷。

混凝土布為一種成本低，綜合性能優越，使用方便的多用途土工材料。使用時，向鋪設好的混凝土布均勻灑水或添加劑，即可實現固化；混凝土布易彎曲，其厚度介于2～40mm，可隨意裁剪，進而適用于形狀復雜的材料表面，適用性強，耐久性好，能夠吸收沖擊能量，且可根據所要求的強度和凝固速度定制，在濕水后2～4h的時間內，其凝固硬化強度位于4～10MPa之間，隨著時間的推移，其抗壓強度可達30MPa及以上，可有效構筑滿足強度要求的人工礦柱。且人工礦柱寬度可按《對稱協同開采人工礦柱失穩的突變理論分析》一文推薦的公式(16)進行設計，一般不小于2m。

發明內容

本發明針對傳統人工礦柱構筑方法的缺點，提供一種基于混凝土布凝固特性的人工礦柱的構筑方法。該人工礦柱能夠保持圍巖穩定性，材料易獲取，流程簡便，可有效降低成本。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：基于混凝土布凝固特性的人工礦柱的構筑方法，由如下步驟組成：

(1)清理擬構筑人工礦柱底板位置的雜物

在礦柱原址或原生礦柱附近，清理預構筑人工礦柱對應的底端固定端處的碎石、雜物，確保后續施工穩定；

(2)在礦柱底板擬定鋼管布置點，鉆孔后將鋼管植入礦柱底板，再注漿固定；

(3)裁剪混凝土布并留孔套在鋼管上，逐層灑水硬化并疊加；

裁剪與礦柱尺寸相匹配的混凝土布并在鋼管位置處留孔，套在鋼管上，逐層疊加，鋼管起約束作用。每鋪設一層即灑水，直至接近鋼管尾端；

(4)繼續接合鋼管以加高礦柱骨架高度，并循環步驟(3)操作，搭建人工礦柱主體；

(5)待混凝土布凝固材料加高至接近頂板時，將骨架下部的鋼管與頂板預先埋設的鋼管接合起來；

(6)在擬構人工礦柱的剩余空間四周搭建模具，并向其中注入發泡混凝土，待其凝固后即完成結頂工作。

所述人工礦柱的鋼管骨架呈梅花型布置，縱向管之間的距離為1.0～3.0m，橫向管之間的距離為0.5～3.0m；鋼管可采用直徑20～40mm的普通鋼管，長度為1.0～1.5m。

所述短鋼管兩端內壁設有螺紋，用不銹鋼外絲接頭將兩截鋼管螺旋緊固在一起。

所述礦柱主體的混凝土布凝固材料在濕水后2～4h，其凝固硬化強度為4～10MPa，抗壓強度達30MPa。

所述混凝土布裁剪后套在鋼管上逐層疊加并灑水硬化，每鋪設一層即灑水，層與層之間撒適當的助凝劑，以縮短充填時間。

與傳統的人工礦柱構筑方法相比，本發明的優點在于：

(1)混凝土布支護層抗壓強度大，靈活性強，纖維可以防止開裂，性能穩定。