[發明專利]利用風積沙干式填充網箱承載體充填采空區的方法

有效

• 申請號: 201811240084.0
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109519218B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 張志義;張軍輝;陳輝
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種利用風積沙干式填充網箱承載體充填采空區的方法，該方法首先將風積沙吹填于由鋼絲網箱和土工布構成的四周密閉上方敞開的待填充網箱，并振動壓實，形成風積沙干式填充網箱承載體。風積沙由于鋼絲網箱和土工布提供的側向約束，將具備相應的縱向承載能力。待風積沙干式填充網箱承載體充滿采空區后，上覆巖層的移動和變形將得到有效控制。該利用風積沙干式填充網箱承載體充填采空區的方法，在不消耗水資源的前提下，充填利用了風積沙的承載能力，克服了風積沙因其流動性而至接頂不實的問題，保證了風積沙充填體對采空區覆巖的支撐效果，減小了采動裂隙和地表沉降對干旱礦區地下水資源和地表植被造成的影響和破壞。

技術領域

本發明涉及一種井工煤礦采空區處理方法，尤其是一種利用風積沙干式填充網箱承載體充填采空區的方法。

背景技術

我國西北煤炭資源多分布于干旱、半干旱的沙漠或戈壁地區，水資源匱乏，生態環境異常脆弱。傳統的垮落法處理采空區產生的采動裂隙和地表沉降會對當地地下水資源和地表植被造成嚴重的破壞。充填開采是減小采動裂隙和地表沉陷的有效途徑，而充填材料是影響充填開采整體技術經濟性的重要因素。目前采空區充填材料主要有煤柱、矸石、膏體材料、高水材料和混凝土材料。留煤柱法不僅造成煤炭資源浪費，而且還會引起應力集中、煤炭自燃及礦井火災。矸石充填受限于矸石產量的制約，不能在規模化礦井中普及和應用。膏體材料、高水材料和混凝土等充填材料本身成本較高，而且其充填過程中會消耗大量的水資源，不適合在干旱、半干旱的沙漠或戈壁礦區應用。風積沙是沙漠、戈壁礦區豐富的原材料，利用風積沙充填采空區可以有效降低采礦成本。已有的關于風積沙充填的研究多是將其作為膏體材料的混合料開展的，屬于水資源消耗型濕式充填法。中國礦業大學“西部沙漠化礦區淺埋煤層的風積沙空場充填法”提出了一種風積沙整體灌注的干式充填法，側重于風積沙由地表到井下采空區的運輸，對于風積沙在采空區的承載性能考慮較少，使風積沙充填體對覆巖的支撐效果得不到有效保證。

發明內容

為了減小干旱、半干旱的沙漠或戈壁礦區采礦活動對地下水資源及地表植被破壞，降低充填成本和充填耗水量，提高充填體對采空區覆巖的支撐效果，本發明提出了利用風積沙干式填充網箱承載體充填采空區的方法，該方法既可以充分利用沙漠、戈壁礦區豐富的風積沙材料，有效降低充填成本，又可以避免水資源的消耗，充分發揮風積沙的承載性能，保證充填體對采空區覆巖的支撐效果。

本發明解決其技術問題采用的技術方案為：

①在地面預制鋼絲網箱，網箱長度為一次充填長度（一般為工作面一天的推進距離）的1/2；網箱寬度為1-3 m；網箱高度為工作面采高的1/3-1/2；

②將預制鋼絲網箱沿工作面長度方向在采空區內待充填區域排列（網箱長邊沿工作面推進方向），用鐵絲對相鄰鋼絲網箱棱邊進行搭接，確保搭接處抗拉強度不低于鋼絲網抗拉強度的80%；

③在鋼絲網箱內鋪設土工布構成四周密閉上方敞開的待充填網箱；

④用礦車或膠帶輸送機將下放至開采水平的風積沙運至位于工作面出口處的移動充填站；

⑤用吹填設備將移動充填站內的風積沙通過管路吹填到待充填網箱內；

⑥對充填網箱內的風積沙進行壓實，壓實后的風積沙由于鋼絲網箱提供的側向約束而具有相應的縱向承載能力；

⑦待第一層網箱充填壓、實完畢后，以第一層風積沙填充網箱承載體為工作平臺，進行第二層網箱的鋪設、填充和壓實工作，以此類推，直到風積沙填充網箱承載體接頂為止。