[發明專利]一種尾砂水泥膠結充填脫水裝置及其方法

有效

• 申請號: 202010593157.5
• 申請日: 2020-06-26
• 公開（公告）號: CN111561348B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 李興尚;付躍升
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00;E21F16/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 吳志龍;蔡學俊

本發明提供一種尾砂水泥膠結充填脫水裝置及其方法，包括沉淀集水槽，固定于集水槽上方的且插入集水槽內的螺紋鋼及焊接于螺紋鋼上端周側的鋼管，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，鋼管內填充有用于加速纖維布降解的固態催化劑，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，利用上述裝置能夠通過可降解的限位布實現在水泥固結后，在膠結充填體強度達到要求時，在充填體內能重新生成排水通道，從而實現長期排出采場積水的效果。

技術領域

本發明涉及一種尾砂水泥膠結充填脫水裝置及其方法。

背景技術

尾砂水泥膠結充填是金屬礦山廣泛使用的一種技術。因充填料漿采用管道水力輸送到采空區，導致采場內水泥固結后多余大量水；而充填體內水泥膠結后，充填體豎向及側向排水通道被堵塞，沒辦法將采場中多余的水排出，這些多余的水不但影響充填體固結質量，而且給后期的相鄰礦塊的開采帶來各種安全隱患。

現有的常用尾砂膠結充填技術脫水原理是：一般都采用各種脫水構筑物,使水以重力水的形式由脫水構筑物中自由脫出。脫水構筑物有三種技術形式。（1）脫水密閉墻技術，在中段巷道和分段巷道設置脫水密閉墻進行滲透脫水；（2）脫水井，在采場適當位置設置脫水井進行脫水。（3）脫水管和脫水籠，脫水管一般方案如下，充填前，將塑料脫水管垂直懸掛在采場采空區中間部位。在管壁處每圈打許多等間距泄水孔,相鄰兩圈的泄水孔在管子縱向上錯開。在不同礦山，這三種脫水構筑物一般都綜合采用，使水以重力形式由脫水構筑物中自由脫出。

發明內容

本發明對上述問題進行了改進，即本發明要解決的技術問題是現有的尾砂水泥膠結充填在水泥固結后，充填體內通往脫水構筑物的排水通道被堵塞，采場內大量多余的水沒法排出，這不但影響充填體的質量，而且給后續開采帶來安全隱患。同時，在水泥固結前排水過程中，由于水泥和尾砂對脫水構筑物的堵塞，現有的脫水構筑物排水效果普遍較差。

本發明的具體實施方案是：一種尾砂水泥膠結充填采場脫水裝置，包括沉淀集水槽，固定于集水槽上方的且插入集水槽內的螺紋鋼及焊接于螺紋鋼上端周側的鋼管，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，鋼管內填充有用于加速纖維布降解的固態催化劑，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。

進一步的，所述螺紋鋼和鋼管纏繞綁扎纖維布直徑增加3～5倍。

進一步的，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。

進一步的，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，所述鋼管內徑10mm，長度2～3米，可降解纖維布塞入鋼管內部為長度≥10cm。

進一步的，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，固態催化劑為固體酸催化劑。

本發明還包括一種尾砂水泥膠結充填采場脫水方法，利用如上所述的尾砂水泥膠結充填采場脫水裝置，脫水施工工藝步驟如下：

（1）脫水裝置位置的確定：根據所充填采場的采空區空間特點結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）脫水裝置設計加工：根據脫水位置空間大小，設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，結合采場封閉要求在充填之前安裝到采空區選定好的位置處；

（4）脫水裝置系統密封性測試：安裝好脫水裝置后，將排水軟管從封閉墻內伸出采空區外面，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；