[發明專利]全尾砂膏體充填脫水系統及其建造方法

在審

• 申請號: 201510647568.7
• 申請日: 2015-10-09
• 公開（公告）號: CN105179008A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 李業輝;李雁翎;李鎮瀚;馮連喜;秦健春
• 申請（專利權）人: 柳州華錫有色設計研究院有限責任公司;廣西金河礦業股份有限公司拉么鋅礦
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00;E21F15/04;E21F16/00
• 代理公司: 廣西南寧明智專利商標代理有限責任公司 45106
• 代理人: 黎明天

技術領域

本發明涉及礦山采空區充填技術，特別是指利用全尾砂膏體來充填脫水的系統及其建造方法。

背景技術

礦山開采活動往往造成山體內部架空，為了防止地表沉陷，需要對礦山采空區進行填充處理，全尾砂膏體充填是常用的充填辦法。全尾砂膏體充填是通過機械設備將膏體或似膏體尾砂填充進礦山采空區內，待其脫水、硬化后反過來支撐礦山山體，從而達到防止地表沉陷的目的。充填過程所用的膏體或似膏體尾砂是濃度大于70%的高濃度尾砂漿，其含水量約30%，膏體尾砂只有充分脫水穩定后才能有效控制空區地壓，因此全尾砂膏體脫水是非常重要的環節。

非膠結充填技術是全尾砂膏體充填技術中的一種，即采用全尾砂膏體（或近似膏體）充填采空區，不加膠結材料，依靠尾砂自然沉降脫水，非膠結充填技術操作簡單，成本低廉，為許多礦區所青睞。但是非膠結充填往往存在安全隱患，因為自然沉降脫水時間較長，尾砂水不能及時排出，使得充填體長時間處在高含水狀態，會造成采空區底部密閉墻承受壓力較大，影響密閉墻的穩定，對人員及設備安全構成威脅，增加井下作業風險。如何將膏體或似膏體尾砂漿體中的重力水盡快濾出，使充填體達到穩定，是礦山井下尾砂非膠結充填的一個難題。

國內專利數據庫也有一些關于的礦山采空區尾砂填充脫水技術的公開文獻報道：

例如：【申請號】CN201210565190.2，【申請日】2012.12.24，【名稱】一種大范圍采空區群充填處理方法，其技術方案是：劃分充填單元，選擇充填材料，布置充填管道；根據計算確定充填擋墻厚度并進行現場施工，充填擋墻內部預留排水孔和濾水孔，并在充填擋墻后面堆置廢石堆反濾層；布置濾水管，并通過充填擋墻的濾水孔伸出墻外；在最高點處施工充填鉆孔，直徑133mm-150mm，作為高位放料點，確保接頂，同時應根據實際情況施工相應數量的充填鉆孔，進行交替充填。但是該發明不適用于非膠結充填，因為數量有限的濾水管達不到快速脫水的目的，過長的脫水期，增加地表沉陷風險。

例如：【申請號】CN201420161397.8，【申請日】2014.04.04，【名稱】尾砂膠結充填脫排水裝置，公開了一種尾砂膠結充填脫排水裝置，它包括充填隔墻和互相平行設置的若干根排水管，排水管的一端從充填隔墻穿出；在每一根排水管上分別通過三通連接有若干根濾水管；所述的濾水管走向均與排水管垂直。保證了濾水管路與充填體能夠均勻接觸，且接觸面積較大，確保了充填體有良好的透水性。排水管與濾水管底部直接聯通，濾水效果更好。同樣的，該實用新型的若干根濾水管也達不到快速脫水的目的，而且彎曲、冗長的排水通道極易發生堵塞。

例如：【申請號】CN201320446777.1，【申請日】2013.07.25，【名稱】一種尾砂充填模袋筑壩排水裝置，該裝置包括尾砂充填模袋筑壩，尾砂充填模袋筑壩包括用尾砂充填土工模袋構成的多層模袋壩，在每層模袋壩上表面間隔設軟式透水管。所述軟式透水管由彈性材料彎成螺旋狀后外包一層透水性土工材料。通過軟式透水管將尾砂充填模袋筑壩過程中及結束后模袋壩體內部的滲水及時有序集中排出。所述尾砂充填模袋筑壩是利用尾砂造漿后通過水力輸送充填入鋪設在壩基上的土工模袋內而形成壩體的一種新型筑壩方法。該實用新型能起到脫水作用，但是操作繁瑣，排水效率不高。

因此，現有尾砂填充脫水技術存在脫水效率低，容易擁堵的問題，達不到快速脫水的目的，需要進一步改進。

發明內容

本發明的目的是針對現有尾砂填充脫水技術的脫水效率低、容易擁堵的問題，提供了一種快速、穩定的全尾砂膏體充填脫水系統，同時給出了相應的建造方法。

本發明的全尾砂膏體充填脫水系統，包括礦山的采空區和設置在采空區底部通道口處的密閉墻，濾水管布置在采空區底部并沿采空區斜底板延伸敷設至采空區頂部，濾水管在采空區內部采用“井”型布置，并相互連通構成網狀脫水結構，在靠近密閉墻處，濾水管匯合成數根主濾水管，主濾水管從采空區底部接出，穿過密閉墻接入沉淀池，濾水管由帶排水孔的承壓管和包裹在承壓管外壁的濾布組合而成。

構成網狀脫水結構的兩兩交匯的濾水管之間采用垂直三通管連通，濾水管采用聚氯乙烯承壓管（可選用PE100（SDR11）聚氯乙烯承壓管），承壓管的直徑為50mm，厚度為4.6mm，承壓值為1.6MPa。

所述排水孔直徑為15—20mm，采用梅花型布置，排水孔之間間隔30mm。所述濾布目數為60—80目，其目的是只允許水通過，阻止尾砂進入濾水管，從而實現尾砂脫水。敷設在采空區底部的濾水管采用廢石擠壓固定，在傾斜底板的濾水管采用錨固方式固定。