專利名稱：一種利用掘進(jìn)廢石構(gòu)筑充填擋墻及其構(gòu)筑方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于采礦領(lǐng)域，涉及一種礦山充填過程中的充填擋墻的構(gòu)筑方法，適用于利用充填采礦法進(jìn)行開采的地下礦山。
背景技術(shù)：
充填采礦法是一種低貧損的采礦方法。在礦房或礦塊開采過程中，隨著回采工作面的推進(jìn)，向采空區(qū)輸送充填材料，從而達(dá)到地壓管理、控制圍巖崩落和地表移動(dòng)的目的。 隨著地表淺部礦產(chǎn)資源的日益枯竭，礦山開采深度不斷增大，充填法在地下開采的應(yīng)用比例也越來越大。在充填采礦工序中，設(shè)置隔離擋墻是采空區(qū)充填前必須完成的一項(xiàng)重要工作。擋墻主要起到密閉隔離作用，使整個(gè)采場與外界一切通道隔開，防止充填料外溢，避免井下泥石流事故的發(fā)生。目前，國內(nèi)外采用的擋墻形式主要有木質(zhì)擋墻、磚擋墻、混凝土擋墻以及鋼筋柔性擋墻。木質(zhì)擋墻強(qiáng)度較小，容易倒塌，引起砂漿流失。磚擋墻的運(yùn)輸量大，勞動(dòng)強(qiáng)度高。混凝土擋墻的成本高，養(yǎng)護(hù)周期長。鋼筋柔性擋墻的構(gòu)筑工藝復(fù)雜，且質(zhì)量難以保證。這些因素極大地影響了擋墻的構(gòu)筑速度與質(zhì)量，使其應(yīng)用受到限制。鑒于上述擋墻構(gòu)筑方法的不足，需要一種新的構(gòu)筑方法，既工藝簡單、成本低，又要有足夠的強(qiáng)度和承載能力，同時(shí)還具有一定適應(yīng)變形的性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用掘進(jìn)廢石構(gòu)筑充填擋墻的方法，該方法工藝簡單，速度快；擋墻抵抗力大，安全性高，濾水效果好；減少了開采過程中的廢物排放，節(jié)約了成本。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種利用掘進(jìn)廢石構(gòu)筑擋墻，其特征在于，所述擋墻由廢石隔墻、碎石接頂層、噴射混凝土層和隔水墻組成。本發(fā)明的另一目的提供上述利用掘進(jìn)廢石構(gòu)筑充填擋墻的構(gòu)筑方法，具體包括以下步驟
步驟1，在采場的底部出礦巷道處選擇合適的擋墻位置，采用鏟運(yùn)機(jī)將粒度范圍在 (T300mm的掘進(jìn)廢石搬運(yùn)至擋墻區(qū)域，利用廢石砌筑為一道封閉擋墻，擋墻的縱剖面呈梯形，底部長度在纊15m，兩端夾角為廢石自然安息角為35°、5° ；
步驟2，對擋墻與穿脈頂板間的縫隙部分，利用干噴機(jī)進(jìn)行碎石噴射填充，形成一堵由碎石組成的碎石接頂層；其中，所述碎石的粒度為(T25mm ；
步驟3:為確保擋墻密閉質(zhì)量，最后在擋墻外側(cè)的廢石表面上噴射一層厚度為 5(Tl00mm，標(biāo)號為C15 C25的混凝土，養(yǎng)護(hù)周期為12 36h ；
步驟4，充填過程中，必定少量的充填用水會(huì)通過廢石空隙、圍巖裂隙或者充填體排出。 為了防止泌出的充填用水污染井下作業(yè)環(huán)境，在距擋墻3 5m處，利用廢石堆砌一個(gè)高度為廣an的隔水墻。本發(fā)明工藝簡單，擋墻構(gòu)筑速度快，且具有足夠的強(qiáng)度、承載能力及一定適應(yīng)變形的性能，可抵抗或部分吸收充填體變形。同時(shí)，擋墻材料大部分是以掘進(jìn)的全粒級廢石為原料，不需要破碎，既減少了開采過程中的廢物排放，又達(dá)到了節(jié)省工程造價(jià)的目的。另外，采用廢石這一新型的擋墻構(gòu)筑方法，部分充填用水會(huì)通過廢石孔隙排出采場，減小了充填體的水灰比，縮短了充填體的凝固時(shí)間，提高了充填體的強(qiáng)度。
圖1為本發(fā)明在分層充填充布置示意圖。圖2為本發(fā)明在分段充填充布置示意圖。圖中
1一廢石擋墻；2—碎石接頂層；3—噴射混凝層；4一隔水墻；5—充填管具體實(shí)施方式
一
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明。某礦山采用上向進(jìn)路式充填采礦法，充填料漿的濃度為769Γ82%，塌落度為 22(T280mm，流動(dòng)性好。礦塊沿走向布置，長75m，寬度為礦體厚度，中段高度60m，分段高度 12m，分層高細(xì)。礦塊內(nèi)進(jìn)路垂直走向布置，進(jìn)路斷面。圖1為本發(fā)明在分層充填充布置示意圖。如圖1所示，首先通過鏟運(yùn)機(jī)將粒度范圍在(T300mm的掘進(jìn)廢石搬運(yùn)至空區(qū)前方穿脈中，于合適位置堆砌擋墻1，擋墻縱剖面呈梯形，兩端夾角在35°，長8m;
對擋墻與穿脈頂板間的縫隙部分，利用干噴機(jī)將粒度為Imm進(jìn)行碎石噴射填充，形成一堵由碎石組成的碎石接頂層2 ；
同時(shí)，為保證密封效果，再利用噴射混凝機(jī)對擋墻外側(cè)噴射一層混凝土 3?；炷恋幕疑氨瓤刂圃?. 70以上；水灰比控制在0. 45以下；水泥單耗量為30(T350kg/m3 ；混凝土標(biāo)號為C15 C20。噴層厚度為50mm，養(yǎng)護(hù)周期為12小時(shí)；
為阻止充填料泌水進(jìn)入外部巷道，在擋墻后方:3m處構(gòu)筑一個(gè)高Im的隔水墻4。隔水墻的材料仍為全粒級掘進(jìn)廢石。由于廢石擋墻頂部進(jìn)入待采空區(qū)，為保證充填的接頂效果，充填管出口應(yīng)布置在采空區(qū)的最高點(diǎn)。圖2為本發(fā)明在分段充填充布置示意圖。如圖2所示。首先通過鏟運(yùn)機(jī)將粒度范圍在(T300mm掘進(jìn)廢石搬運(yùn)至空區(qū)前方穿脈中，于合適位置堆砌擋墻1，擋墻縱剖面呈梯形，兩端夾角在37°，長12m;
對擋墻與穿脈頂板間的縫隙部分，利用干噴機(jī)將粒度為25mm進(jìn)行碎石噴射填充，形成一堵由碎石組成的碎石接頂層；
同時(shí)，為保證密封效果，再利用噴射混凝機(jī)對擋墻外側(cè)噴射一層混凝土 3，混凝土的灰砂比控制在0. 725以上；水灰比控制在0. 475以下；水泥單耗量為142. 5 kg/t之間；混凝土標(biāo)號為C2(TC25。噴層厚度為100mm，養(yǎng)護(hù)周期為18h ；
為阻止充填料泌水進(jìn)入外部巷道，在擋墻后方細(xì)處構(gòu)筑一個(gè)高an的隔水墻4。隔水墻的材料仍為全粒級掘進(jìn)廢石。
由于廢石擋墻頂部進(jìn)入待采空區(qū)，為保證充填的接頂效果，充填管5從上分段充填聯(lián)道貫通采空區(qū)中部，由采場上部向下充填。原來采用的是混凝土擋墻，每座擋墻需要500(Γ6000元。現(xiàn)在采用廢石構(gòu)筑擋墻， 每座擋墻直接成本僅250(Γ3(ΚΚ)元，并且減少廢石外排量IOOm3左右，綜合效益非常可觀。 采用廢石堆砌隔墻后，充填料中多余水分被吸收濾出，采場提前廣2天進(jìn)入下一個(gè)回采循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種利用掘進(jìn)廢石構(gòu)筑的擋墻，其特征在于，所述擋墻由廢石隔墻(1 )、碎石接頂層 (2 )噴射混凝土層(3 )和隔水墻(4 )組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用掘進(jìn)廢石構(gòu)筑的擋墻的構(gòu)筑方法，其特征在于，具體包括以下步驟步驟1，在采場的底部出礦巷道處選擇合適的擋墻位置，采用鏟運(yùn)機(jī)將粒度范圍在 (T300mm掘進(jìn)廢石搬運(yùn)至擋墻區(qū)域，利用廢石砌筑為一道封閉擋墻，擋墻縱剖面呈梯形，底部長度在纊15m，兩端夾角為廢石自然安息角為35°、5° ；步驟2，對擋墻與穿脈頂板間的縫隙部分，利用干噴機(jī)進(jìn)行碎石噴射填充，形成一堵由碎石組成的碎石接頂層；其中，所述碎石的粒度為(T25mm ；步驟3:為確保擋墻密閉質(zhì)量，最后在擋墻外側(cè)的廢石表面上噴射一層厚度為 5(Tl00mm，標(biāo)號為C15 C25的混凝土，養(yǎng)護(hù)周期為12 36h ；步驟4，充填過程中，必定少量的充填用水會(huì)通過廢石空隙、圍巖裂隙或者充填體排出， 為了防止泌出的充填用水污染井下作業(yè)環(huán)境，在距擋墻3 5m處，利用廢石堆砌一個(gè)高廣an 隔水墻。
全文摘要
本發(fā)明屬于采礦領(lǐng)域，涉及一種井下充填過程中擋墻的構(gòu)筑方法。將掘進(jìn)廢石通過鏟運(yùn)機(jī)搬運(yùn)至擋墻預(yù)設(shè)處，堆砌成一道廢石擋墻。利用皮帶拋擲機(jī)或者噴射混凝機(jī)將碎石填充于擋墻與頂板的空隙處，然后再在擋墻外側(cè)噴射一層厚50~100mm的混凝土，確保其密封效果。于擋墻后方3-5m處構(gòu)筑一隔水墻，用于阻止充填料漿泌水滲入外部巷道，高約1-2m。該方法構(gòu)筑充填擋墻速度快，成本低，濾水效果好，具有較高的強(qiáng)度及可靠性。以掘進(jìn)廢石作為原料，有利于礦山的節(jié)能減排。使采場的多余充填用水滲出采場，縮短了充填體的凝固時(shí)間，改善了充填體質(zhì)量。本發(fā)明適用于采用充填采礦法開采的地下礦山。
文檔編號E21F15/04GK102155259SQ20111005609
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者嚴(yán)慶文, 何世林, 劉曉輝, 吳愛祥, 焦華喆, 王洪江, 陳進(jìn), 韓斌 申請人:北京科技大學(xué)