[發明專利]水固混合料漿加載預壓脫水固結方法

有效

• 申請號: 201711179267.1
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107965349B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 賴偉
• 申請（專利權）人: 長沙礦山研究院有限責任公司
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00;E21F16/00
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 劉宏

本發明公開了一種水固混合料漿加載預壓脫水固結方法，包括以下步驟：a、在待充填區域構筑排水設施；b、對待充填區域進行圍擋以構成封閉區域；c、在封閉區域內布設用于朝向封閉區域內的水固混合料漿方向加載預壓的預壓組件；d、采用水固混合料漿填充封閉區域；e、啟動預壓組件朝向水固混合料漿施加壓力荷載，并實時監測水固混合料漿固結參數；f、逐步提高預壓組件的加載壓力，直至固結參數達到設計要求，停止加載。加載預壓能促進水固混合料漿的脫水固結進程，縮短固結周期。預壓作用能提高固結體的密實度和強度；能實現無膠結或者膠結劑低耗量水固混合料漿固結，降低固結成本。適用于礦山尾廢處理和土工工程等水固混合料漿的脫水固結。

技術領域

本發明涉及礦山采礦工程和土工工程技術領域，特別地，涉及一種水固混合料漿加載預壓脫水固結方法。

背景技術

國內有色金屬礦山和黃金礦山的選礦尾砂，粒度多在1mm以下，部分礦山尾礦含5μm以下的泥達到30～50％。而全尾砂充填采用全粒級的尾砂充填于井下，當尾砂含泥量大時，水泥膠結性能差，膠結困難，部分礦山不得不采用分級尾砂進行充填，但溢流的細粒級尾砂排放于尾礦庫，不能筑壩，尾礦庫堆壩工藝將發生改變，需要改建，部分礦山鋌而走險，為礦山埋下重大安全隱患。

采用水力充填時，若不能使充入采場的水與充填料迅速分離而脫出，充填料漿長期呈液態，可能壓垮密閉墻，造成跑漿；另一方面充填料漿長期不固化，不能達到相鄰采場回采要求的充填體設計強度，影響回采作業循環周期。

解決上述問題一般通過如下兩種方式：

一種方式，是大幅提高水泥用量，其是最直接有效的方式，但是隨之是成本提高，對充填采礦效益影響顯著。

另一種方式，是解決充填料漿的排水固結問題，一般采用濾水墻、濾水窗、濾水井、濾水筒、濾水管等各種脫水構筑物，使水以重力形式由脫水構筑物中自由脫出；采用電滲，機械，負壓等外載荷作用脫出。但存在如下問題：(1)采用脫水構筑物利用自然水頭壓差脫水時，脫水速度慢，構筑物材料消耗高，而且隨著脫水工作的繼續，濾水材料慢慢被細泥堵死，脫水效果會越來越差；(2)采用動電脫水存在產生有害氣體、漏電、脫水效果受充填材料顆粒導電率及電荷等因素影響等問題；(3)采用在空區附近脫水濃縮而后將高濃度尾礦漿用機械或高壓風運送進入采空區的方法，存在輸送成本高，充填效率低，尾砂利用率低，脫出的大量的水還要專設系統泵出地表等問題；(4)負壓強制脫水技術，由于空區通道多和斷面大，密閉空間形成難度大，實施難度大，能耗高。

發明內容

本發明提供了一種水固混合料漿加載預壓脫水固結方法，以解決現有空區充填方法，存在水固混合料漿不脫水、脫水速度慢、固結周期長、難固結和固結成本高的技術問題。

本發明提供一種水固混合料漿加載預壓脫水固結方法，包括以下步驟：a、在待充填區域構筑排水設施；b、對待充填區域進行圍擋以構成封閉區域；c、在封閉區域內布設用于朝向封閉區域內的水固混合料漿方向加載預壓的預壓組件；d、采用水固混合料漿填充封閉區域；e、啟動預壓組件朝向水固混合料漿施加壓力荷載，并實時監測水固混合料漿固結參數；f、逐步提高預壓組件的加載壓力，直至固結參數達到設計要求，停止加載。

進一步地，步驟b，具體為：待充填區域具有周邊開放面時，對開放面構筑圍擋擋墻，構筑的圍擋擋墻不透固體物料，或者構筑的圍擋擋墻的固體物料透過率小于5％；或者待充填區域具有周邊開放面時，對開放面構筑用于阻隔固體物料和透水排水的透水圍擋，透水圍擋的外側面留有用于排水和施工操作的預留空間；或者在充填區域布置封閉的柔性充填袋，充填袋的袋體作為封閉圍擋；或者利用已固結充填料漿與待采礦體圍合形成封閉區域。

進一步地，步驟c中的預壓組件的預壓件的布置方式為：根據水固混合料漿的預壓加載面的面積，在預壓加載面上布設至少一個預壓件以覆蓋預壓加載面；根據水固混合料漿的壓縮固結特性和預壓件在加載面法向方向的有效行程，在預壓加載面的法向方向上布設至少一層預壓件。