[發(fā)明專利]懸掛式加筋強化充填體的采空區(qū)充填方法

有效

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• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108547660B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 柳小勝;王衛(wèi)軍;賴偉;羅佳;劉超;莫東旭
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技大學;長沙礦山研究院有限責任公司
• 主分類號: E21F15/06
• 分類號: E21F15/06
• 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(fā)明公開了一種懸掛式加筋強化充填體的采空區(qū)充填方法，包括以下步驟：a、根據(jù)采空區(qū)加筋強化區(qū)域空間結(jié)構(gòu)參數(shù)和強度要求，制作柔性網(wǎng)籠；b、在采空區(qū)上部的通道口向采空區(qū)架設(shè)牽引繩；c、沿牽引繩向采空區(qū)內(nèi)輸送和固定懸掛固定梁，并同步在懸掛固定梁上掛設(shè)柔性網(wǎng)籠；d、懸掛固定梁輸送至預定位置后，松開牽引繩，調(diào)整懸掛固定梁攜帶柔性網(wǎng)籠停留在采空區(qū)內(nèi)的預定位置；e、充填采空區(qū)。該方法簡單，易于施工，安全性高，成本低，充填體內(nèi)的網(wǎng)籠能夠有效地提高充填體的完整性和強度性能，有利于降低充填綜合成本、提高回采安全性和降低回采貧化率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及充填采礦技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種適用于高大采空區(qū)或超高大采空區(qū)的懸掛式加筋強化充填體的采空區(qū)充填方法。

背景技術(shù)

按照地壓管理方式，采礦方法可以分為崩落采礦法、空場采礦法和充填采礦法，其中充填采礦法的適用性最強，可以實現(xiàn)低廢、安全、高回收率回采。

為實現(xiàn)大規(guī)模開采，大多采用超大采場結(jié)構(gòu)參數(shù)，一般采場結(jié)構(gòu)參數(shù)越大，能夠?qū)崿F(xiàn)的生產(chǎn)能力也越大，充填體暴露的高度和面積也越大；但從力學和充填成本角度分析，充填體的暴露高度和暴露面積越大，充填體強度性能要求越高，為達到強度要求，普遍采取的措施是增加膠結(jié)劑耗量以提高充填體的強度，這導致充填成本極高，限制了充填采礦法的應用范圍，以采用大采場結(jié)構(gòu)參數(shù)最多的國內(nèi)鐵礦山為例，礦石品位低，往往導致開采不經(jīng)濟。

充填體的破壞以拉破壞和剪切破壞為主，這主要是充填體的抗拉和抗剪強度一般遠小于充填體的抗壓強度。根據(jù)某礦山充填體強度試驗，灰砂比為1:20的充填體，抗拉強度為0.1MPa，而灰砂比1:8的充填體，抗拉強度為0.31MPa，充填體的抗拉強度隨灰砂比的提高增長緩慢，由此可見單純增加充填體的灰砂比難以使充填體的強度性能得到顯著提高。

大規(guī)模采空區(qū)的充填一般采取多次分層充填的方式，每次充填完成后，待充填料漿脫水凝固后，再開始下一次充填。充入采空區(qū)的充填料漿在重力作用下，會發(fā)生分層現(xiàn)象；再者由于充填料漿泌水和離析，相鄰兩次充填之間將形成明顯的分界弱面，充填體在高度方向上為層狀結(jié)構(gòu)，整體差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種懸掛式加筋強化充填體的采空區(qū)充填方法，以解決現(xiàn)有高大采空區(qū)充填成本高，充填體完整性差，充填體強度不足，高大充填體暴露時片幫的技術(shù)問題。實現(xiàn)高大充填體加筋強化。

本發(fā)明提供一種懸掛式加筋強化充填體的采空區(qū)充填方法，包括以下步驟：a、根據(jù)采空區(qū)加筋強化區(qū)域空間結(jié)構(gòu)參數(shù)和強度要求，制作柔性網(wǎng)籠；b、在采空區(qū)上部的通道口向采空區(qū)架設(shè)牽引繩；c、沿牽引繩向采空區(qū)內(nèi)輸送和固定懸掛固定梁，并同步在懸掛固定梁上掛設(shè)柔性網(wǎng)籠；d、懸掛固定梁輸送至預定位置后，松開牽引繩，調(diào)整懸掛固定梁攜帶柔性網(wǎng)籠停留在采空區(qū)內(nèi)的預定位置；e、充填采空區(qū)。

進一步地，步驟a中的柔性網(wǎng)籠采用單根繩束綁扎編織而成，節(jié)點綁扎牢固，網(wǎng)孔規(guī)格為(100mm～1000mm)×(100mm～1000mm)；制作柔性網(wǎng)籠的繩束采用尼龍繩、合成纖維繩、塑料繩或者復合繩；柔性網(wǎng)籠底部設(shè)有配重件。

進一步地，柔性網(wǎng)籠的上層網(wǎng)面、網(wǎng)中、下層網(wǎng)面中的至少一處上布設(shè)有用于柔性網(wǎng)籠撐形的撐形桿；撐形桿上裝有懸掛繩單元，懸掛繩單元沿柔性網(wǎng)籠的長度方向間隔布設(shè)，懸掛繩單元沿柔性網(wǎng)籠的寬度方向分別裝于撐形桿的兩端部。

進一步地，步驟b中，當采空區(qū)上部的兩個相對側(cè)面均有通道口時，牽引繩架設(shè)在兩個相對側(cè)面的通道口之間，牽引繩兩端分別固定在兩側(cè)通道口內(nèi)的支撐橫梁上。

進一步地，步驟b中，當采空區(qū)上部只有一側(cè)有通道口時，牽引繩利用縱向支撐梁輔助架設(shè)；縱向支撐梁采用多根桿單元段通過對接組合構(gòu)成整體單桿，或者縱向支撐梁采用多個桁架單元段通過對接組合構(gòu)成整體桁架；架設(shè)時，首先將牽引繩固定在縱向支撐梁的最前端，然后縱向支撐梁一邊向空區(qū)內(nèi)輸送，一邊在縱向支撐梁的單元段末端組裝下一節(jié)單元段，將牽引繩輸送到設(shè)計位置，然后將牽引繩固定在橫撐于通道口內(nèi)的支撐橫梁上。