[發(fā)明專利]一種尾砂水泥膠結(jié)充填脫水裝置及其方法

有效

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• 申請日: 2020-06-26
• 公開（公告）號: CN111561348B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李興尚;付躍升
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00;E21F16/00
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 吳志龍;蔡學俊

1.一種尾砂水泥膠結(jié)充填采場脫水裝置，其特征在于，包括沉淀集水槽，固定于集水槽上方的且插入集水槽內(nèi)的螺紋鋼及焊接于螺紋鋼上端周側(cè)的鋼管，所述螺紋鋼外表面和鋼管外表面纏繞綁扎有可降解纖維布，鋼管內(nèi)填充有用于加速纖維布降解的固態(tài)催化劑，所述鋼管兩端開口填塞有可降解纖維布，所述鋼管及螺紋鋼外部纏繞的可降解纖維布其外表面還包裹有薄膜，所述集水槽下部連通有排水軟管；

由于金屬礦尾砂料漿都是酸性的，采空區(qū)積水也是酸性的，脫水裝置的纖維布在酸性水中容易降解，在降解過程中，鋼管內(nèi)的固體催化劑可以保證纖維布充分降解，纖維布降解后隨著水流被排出采空區(qū)，纖維布降解后留下的空間就變成了固定脫水通道，纖維布外包裹的薄膜能夠和內(nèi)充填金屬礦尾砂料漿粘連，保護脫水通道在排水過程中的完好；由脫水通道排出的水經(jīng)由集水槽盒排水軟管排出至采空區(qū)外部。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種尾砂水泥膠結(jié)充填采場脫水裝置，其特征在于，所述螺紋鋼和鋼管纏繞綁扎纖維布直徑增加3～5倍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種尾砂水泥膠結(jié)充填采場脫水裝置，其特征在于，所述集水槽包括密閉的盒體，所述盒體上部留有以供螺紋鋼插入的開孔，盒體內(nèi)固定有能供螺紋鋼底部插入的固定座，所述固定座中部具有槽孔。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種尾砂水泥膠結(jié)充填采場脫水裝置，其特征在于，所述盒體為大小為50 cm *50 cm *30cm，所述槽孔的直徑為5cm，所述螺紋鋼直徑為20～40mm，所述鋼管內(nèi)徑10mm，長度2～3米，可降解纖維布塞入鋼管內(nèi)部為長度≥10cm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種尾砂水泥膠結(jié)充填采場脫水裝置，其特征在于，所述纖維布酸性溶液中可降解的纖維為麻纖維或粘膠纖維，固態(tài)催化劑為固體酸催化劑。

6.一種尾砂水泥膠結(jié)充填采場脫水方法，其特征在于，利用如權(quán)利要求1～4任一所述的尾砂水泥膠結(jié)充填采場脫水裝置，脫水施工工藝步驟如下：

(1)脫水裝置位置的確定：根據(jù)所充填采場的采空區(qū)空間特點結(jié)合采場原封閉脫水方法，判斷采場充填容易積水的位置，準備放置脫水裝置；

(2)脫水裝置設(shè)計加工：根據(jù)脫水位置空間大小，設(shè)計并加工脫水裝置的尺寸；

(3)脫水裝置安裝：將加工好的脫水裝置，結(jié)合采場封閉要求在充填之前安裝到采空區(qū)選定好的位置處；

(4)脫水裝置系統(tǒng)密封性測試：安裝好脫水裝置后，將排水軟管從封閉墻內(nèi)伸出采空區(qū)外面，然后，從排水軟管向集水槽倒灌水，測試集水槽及軟管是否漏水，如果漏水，則需要重新安裝測試保證集水槽的密封；

(5)將采空區(qū)全部封閉，并向采空區(qū)內(nèi)充填金屬礦尾砂料漿；

(6)脫水通道的生成。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種尾砂水泥膠結(jié)充填采場脫水方法，其特征在于，在采場充填結(jié)束后若干天后，如果有水從排水軟管流出，對水進行取樣檢測，如果水中含有纖維成分，說明流水通道已經(jīng)自然形成，隨著時間通道會增大。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種尾砂水泥膠結(jié)充填采場脫水方法，其特征在于，在采場充填結(jié)束后若干天后，如果排水軟管始終沒有流水，說明纖維沒有降解，排水通道沒有形成，則在采空區(qū)內(nèi)充填體強度達到要求后，在采空區(qū)內(nèi)外面的排水軟管內(nèi)放入固體催化劑，并向排水軟管內(nèi)注入壓力水，含有催化劑的壓力水通過集水槽反向壓入脫水裝置，使得采空區(qū)內(nèi)充填體的纖維布降解，降解后將壓力水釋放，此時纖維布降解后留下的空間就是排水通道。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種尾砂水泥膠結(jié)充填采場脫水方法，其特征在于，利用從排水軟管反向通入集水槽內(nèi)的壓力水經(jīng)排水通道沖擊排水通道的上部，能在采空區(qū)的充填體內(nèi)形成裂隙通往集水區(qū)加速排水。