[發(fā)明專利]一種電滲固結(jié)提高固體充填采煤采空區(qū)充實(shí)率的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910372637.6
• 申請(qǐng)日: 2019-05-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110173300B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭俊慶;付仁龍;王玉;康天合;鄔錦華;閆耀東;王小強(qiáng);劉璽宸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E21F15/00
• 分類號(hào): E21F15/00;E21F16/00
• 代理公司: 太原晉科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

1.一種電滲固結(jié)提高固體充填采煤采空區(qū)充實(shí)率的方法，其特征在于：在充填采煤液壓支架后方連接陽(yáng)極或陰極電極，在開(kāi)切眼靠近邊界煤柱一側(cè)固定反向電極管，反向電極管上開(kāi)設(shè)排水孔；接通電源，兩電極間的電滲作用驅(qū)動(dòng)采空區(qū)充填物料中的水運(yùn)移至電極管并自流至水溝，兩電極間的電泳作用聚結(jié)采空區(qū)充填物料中的細(xì)物料至支架后方密實(shí)空間，兩電極附近物料發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的膠結(jié)物將物料固結(jié)在一起增強(qiáng)充填物料的強(qiáng)度，提高采空區(qū)的充實(shí)率；

具體步驟如下：

（1）測(cè)試采空區(qū)煤矸石的組分與粒徑分布，以及水環(huán)境中的成分與酸堿度；

（2）根據(jù)采空區(qū)內(nèi)的水質(zhì)及pH值，確定充填物料的種類、比例與顆粒粒徑；當(dāng)采空區(qū)內(nèi)的水體pH值小于5時(shí)，充填物料選擇煤矸石、粉煤灰與礦渣，在保證煤矸石占比0.8的條件下，粉煤灰與礦渣比例為0.1:0.1~0.15:0.05；當(dāng)采空區(qū)內(nèi)的水體pH值大于5，充填物料選擇煤矸石、粉煤灰與黃土，在保證煤矸石占比0.8的條件下，粉煤灰與黃土比例為0.05：0.15~0.1:0.1；

（3）在進(jìn)風(fēng)或回風(fēng)順槽傾斜方向一側(cè)設(shè)置排水溝；

（4）在充填采煤液壓支架后方設(shè)置陽(yáng)極或陰極電極，在開(kāi)切眼靠近邊界煤柱側(cè)固定反向電極管，反向電極管上開(kāi)設(shè)排水孔；

（5）用絕緣導(dǎo)線將陽(yáng)極電極與陰極電極分別接到直流電源的正極和負(fù)極，直流電源的電壓隨工作面的推進(jìn)按照1V/m~5V/m的梯度逐漸增大；

（6）接通直流電源，采空區(qū)中的水在電滲作用下向陽(yáng)極電極管流動(dòng)并自流至水溝，充填物料在電泳作用下向陰極電極流動(dòng)并密實(shí)液壓支架后方空間，同時(shí)兩電極附近發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生膠結(jié)物增強(qiáng)充填物料的強(qiáng)度，提高采空區(qū)的充實(shí)率，當(dāng)支架附近充填物料中的水脫出大部分后，斷開(kāi)電源。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電滲固結(jié)提高固體充填采煤采空區(qū)充實(shí)率的方法，其特征在于：所述電極長(zhǎng)度是工作面長(zhǎng)度的0.1~1.0倍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電滲固結(jié)提高固體充填采煤采空區(qū)充實(shí)率的方法，其特征在于：所述陽(yáng)極或陰極的位置選擇取決于采空區(qū)內(nèi)的水體pH值；當(dāng)采空區(qū)內(nèi)的水體pH值小于5，陽(yáng)極置于采空區(qū)邊界煤柱一側(cè)，陰極置于回采工作面一側(cè)；當(dāng)采空區(qū)內(nèi)的水體pH值大于5，陽(yáng)極置于回采工作面一側(cè)；陰極置于采空區(qū)邊界煤柱一側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電滲固結(jié)提高固體充填采煤采空區(qū)充實(shí)率的方法，其特征在于：所述直流電源電壓為0~3000V。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電滲固結(jié)提高固體充填采煤采空區(qū)充實(shí)率的方法，其特征在于：所述電極材質(zhì)為鐵或鋼。