[發明專利]一種纖維編織網增強尾砂固化充填結構及其充填工藝

有效

• 申請號: 202011324118.1
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112523801B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 陳秋松;余一波;張欽禮;齊沖沖;馮巖;王道林
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 鄒劍峰

本發明公開了一種纖維編織網增強尾砂固化充填結構及其充填工藝，充填體內包含若干層纖維編織網，所述纖維編織網的邊界與采空區周邊巖壁固定連接，所述纖維編織網間隙充填尾砂充填料固化形成充填體。本發明在礦山充填工藝領域創新性地利用抗拉強度高的復合纖維增強材料連接成網鋪設采空區，從而增強尾砂充填體力學性能，應用過程中施工方便便捷，可以有效的減少水泥等膠凝材料的損耗，在提高固化強度的同時顯著地降低綜合充填成本，特別適用于采場暴露高度較小的進路式和上向分層式采場充填，是一種經濟效益好、限制條件少的尾砂充填方案，提高了礦山采空區的尾砂充填體整體性能，具有良好的經濟效益和推廣價值。

技術領域

本發明屬于礦山充填技術，具體涉及一種纖維編織網增強尾砂固化充填結構及其充填工藝。

背景技術

在現代社會，礦產資源是人類生存和發展中必不可少的物質基礎，在經濟高速發展過程中，中國有大約95％以上的動力和85％的工業原料都取自于礦產資源，但是礦產資源是一種不可再生的天然資源。為了提升礦產資源的利用率，提高礦產資源的使用年限，維護和發展綠色可持續礦山變得越來越重要，尤其是進入21世紀以來，由于工業文明對環境產生的污染與破壞已經引起全人類的重視，節能減排與環境保護成為人類社會未來發展的重要話題，因此礦業的發展也邁入了一個全新的階段——綠色礦山。全尾砂充填采礦法不僅可以實現資源的高效回收(低貧化率，高回收率)、控制因開采問題引起的地質災害問題(空區垮塌，地表塌陷等)，緩解深部礦床開采遇到的“三高”(高應力場、高溫度場、高滲流壓力場)問題，還可以最大限度地降低尾礦產出量，減輕甚至消除尾礦庫安全隱患，降低尾礦堆積對地表造成的環境污染。因此，全尾砂充填采礦法得到了政府部門和礦山企業的大力支持。

全尾砂充填通常需要添加一定比例的水泥(或其他膠凝材料)以確保充填體的強度滿足礦山生產的安全要求。膠凝材料的使用成本高昂，尤其是隨著國家和地方政府對采石場控制生產政策的逐步落實，水泥價格水漲船高，其費用占到礦山充填成本的60-85％，制約了全尾砂充填技術的推廣應用。因此，尋求一種易于工業應用且能有效提高全尾砂充填體力學特性的方法成為減少礦山企業充填成本主要課題。

發明內容

本發明解決的技術問題是：針對現有礦山尾砂充填體抗壓強度低，長期強度低，塑性變形能力差以及水泥使用成本高昂的問題，提供一種纖維編織網增強尾砂固化充填結構及其充填工藝。

本發明采用如下技術方案實現：

本發明采用一種纖維編織網增強尾砂固化充填結構，充填體內包含若干層纖維編織網，所述纖維編織網的邊界與采空區周邊巖壁固定連接，所述纖維編織網間隙充填尾砂充填料固化形成充填體。

上述方案中的一種纖維編織網增強尾砂固化充填結構，進一步的，所述纖維編織網通過若干橫向纖維和若干縱向纖維交叉成網，所述橫向纖維和縱向纖維的兩端分別固定在采空區周邊巖壁上。

上述方案中的一種纖維編織網增強尾砂固化充填結構，進一步的，所述橫向纖維和縱向纖維的交結點固定連接。

上述方案中的一種纖維編織網增強尾砂固化充填結構，進一步的，所述橫向纖維和縱向纖維通過錨固在采空區周邊巖壁上的掛鉤固定。

本發明還公開了一種纖維編織網增強尾砂固化充填工藝，包括如下步驟：

步驟一、充填準備工作，架設脫水井和濾水門；

步驟二、沿采空區周邊巖壁布設掛鉤；

步驟三、鋪設纖維編織網，將纖維編織網的邊界處與固定在采空區周邊巖壁的掛鉤固定；

步驟四、封閉濾水門，采用尾砂和水泥的混合充填料充填在纖維編織網的間隙內，充填到頂。

上述方案中的一種纖維編織網增強尾砂固化充填工藝，進一步的，所述步驟一中，脫水井架設在采空區入口附近，脫水井下方連接一剛性的橫向脫水管引出濾水門外，濾水門架設在下部采場進路入口處。