一种用于地下采空区桁架式充填方法技术

本发明专利技术公开了一种用于地下采空区桁架式充填方法，该方法包括以下步骤：a.排除采空区落石及片帮危险；b.在采空区顶板（2）上进行梅花桩形式的钻孔划分；c.步骤b划分好的钻孔位置上，钻凿直径为400mm的钻孔（1）；e.将若干个首尾相互连通的内拉筋橡胶囊体（4）通过钻孔（1）下放至采空区内；d.内拉筋橡胶囊体（4）内部充满水后；f.向采空区内充入高灰砂比的充填料浆；g.对步骤f中形成的充填体（3）进行养护；h.内拉筋橡胶囊体（4）回收完毕后。本发明专利技术能够避免由于矿山开采年限较长，采空区庞大，充填时需要数量庞大的物料，增加了采矿成本，给矿山企业带来了很大的经济负担的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于地下采空区桁架式充填方法
本专利技术涉及采空区充填方法
，特别涉及一种用于地下采空区桁架式充填方法。
技术介绍
地下开采采空区充填体的稳定性及高成本一直是矿山开采的技术难题，传统的井下充填采用的充填体多尾砂充填，但由于矿山开采年限较长，采空区庞大，选矿所产生的尾砂不足以充填矿山的所有采空区，为此矿山不得不从外部购入粉煤灰及其他集料作为矿山采空区充填的物料，这无疑增加了采矿成本，给矿山企业带来了很大的经济负担。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供了一种用于地下采空区桁架式充填方法，能够避免由于矿山开采年限较长，采空区庞大，充填时需要数量庞大的物料，增加了采矿成本，给矿山企业带来了很大的经济负担问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案具体如下：一种用于地下采空区桁架式充填方法，包括以下步骤：a.排除采空区落石及片帮危险之后，将采空区顶板的钻孔位置上的石块进行清理；b.在采空区顶板上进行梅花桩形式的钻孔划分；c.步骤b划分好的钻孔位置上，钻凿直径为400mm的钻孔，钻孔的开凿深度可控制在钻透采空区顶板即可；e.将若干个首尾相互连通的内拉筋橡胶囊体通过钻孔下放至采空区内，待内拉筋橡胶囊体全部进入采空区后，向位于钻孔顶部的内拉筋橡胶囊体开口内注入水；d.内拉筋橡胶囊体内部充满水后，通过位于钻孔顶部的内拉筋橡胶囊体开口，进行0.7Mpa的压缩气体打压，使囊体处于膨大状态；f.向采空区内充入高灰砂比的充填料浆，直至采空区内部被充填料浆充满，形成充填体；g.对步骤f中形成的充填体进行养护，养护周期为28天，当充填体抗压强度达到10Mpa后，将内拉筋橡胶囊体内的水通过采空区顶板的钻孔注水口处，利用小型潜水泵将内拉筋橡胶囊体内部的水排出，再将内拉筋橡胶囊体通过采空区顶板的钻孔拽拉出来进行回收后再次利用；h.内拉筋橡胶囊体回收完毕后，采空区内的充填体形成桁架单元，对采空区的顶板、地板及两侧围岩形成支撑作用。所述步骤b中，钻孔间距为10m×10m。所述步骤d中，直到由于注水后，受水的自身重力作用，最下部的内拉筋橡胶囊体完全与采空区底部的地板接触。所述步骤f中，灰砂比为1:6。所述步骤e中，采空区内的内拉筋橡胶囊体为相互交错分布，相邻的内拉筋橡胶囊体之间的前后左右上下的间距均为5m。所述步骤e中，内拉筋橡胶囊体为长宽高均为10m的正方体结构。本专利技术的有益效果是：本专利技术在施工时，首先对采空区内部情况进行勘察，能够有效防止采空区内在施工时发生落石等危险，保证了是施工人员的人身安全，在采空区顶板上进行梅花桩形式的钻孔划分能够防止采空区顶板由于钻孔而发生开裂，影响工程质量以及工程安全，钻孔位置上的钻凿直径为400mm的钻孔，一方面能够使内拉筋橡胶囊体顺利通过钻孔进入采空区，并且能够将注水设备以及抽水泵的管路顺利安装在内拉筋橡胶囊体上，另一方面能够防止由于钻孔直径过大，破坏采空区顶板稳定性，若干个首尾相互连通的内拉筋橡胶囊体通过钻孔下放至采空区内，其目的是，一方面内拉筋橡胶囊体首尾相连且相互连通，能够方便注水，即向最上边的内拉筋橡胶囊体注水，水可以依次向下流，最终进入最下边的内拉筋橡胶囊体，提高了工作效率，降低了劳动强度，另一方面，在充填完成后，在对内拉筋橡胶囊体内的水抽出后，可以通过牵引最上边的内拉筋橡胶囊体，就可以将所有内拉筋橡胶囊体全部拉出，内拉筋橡胶囊体内部充满水后，进行0.7Mpa的压缩气体打压，其目的是，保证内拉筋橡胶囊体始终保持膨胀壮大的状态，能够有效防止在对采空区进行充填时，充填体对内拉筋橡胶囊体进行挤压，使得内拉筋橡胶囊体支撑形成的支撑单元内陷变形，支撑单元体积变小，需要更多的物料对采空区进行充填，起不到节约物料的作用，向采空区内充入高灰砂比的充填料浆，其目的是使充填体快速凝固，为了在使用本方法之后，整个充填体能够达到符合工程要求的强度，采空区内的内拉筋橡胶囊体为相互交错分布，相邻的内拉筋橡胶囊体之间的前后左右上下的间距均为5m，并且，内拉筋橡胶囊体为长宽高均为10m的正方体结构。附图说明图1是本专利技术的原理图。图2是图1的I-I剖视图。图3是图1的Ⅱ-Ⅱ剖视图。具体实施方式以甘肃省某铅锌矿采空区充填为例：一种用于地下采空区桁架式充填方法，包括以下步骤：a.排除采空区落石及片帮危险之后，将采空区顶板2的钻孔位置上的石块进行清理；b.在采空区顶板2上进行梅花桩形式的钻孔划分；c.步骤b划分好的钻孔位置上，钻凿直径为400mm的钻孔1，钻孔1的开凿深度可控制在钻透采空区顶板即可；e.将若干个首尾相互连通的内拉筋橡胶囊体4通过钻孔1下放至采空区内，待内拉筋橡胶囊体4全部进入采空区后，向位于钻孔1顶部的内拉筋橡胶囊体4开口内注入水；d.内拉筋橡胶囊体4内部充满水后，通过位于钻孔1顶部的内拉筋橡胶囊体4开口，进行0.7Mpa的压缩气体打压，使囊体处于膨大状态；f.向采空区内充入高灰砂比的充填料浆，直至采空区内部被充填料浆充满，形成充填体3；g.对步骤f中形成的充填体3进行养护，养护周期为28天，当充填体3抗压强度达到10Mpa后，将内拉筋橡胶囊体4内的水通过采空区顶板2的钻孔1注水口处，利用小型潜水泵将内拉筋橡胶囊体4内部的水排出，再将内拉筋橡胶囊体4通过采空区顶板2的钻孔1拽拉出来进行回收后再次利用；h.内拉筋橡胶囊体4回收完毕后，采空区内的充填体3形成桁架单元，对采空区的顶板、地板及两侧围岩形成支撑作用。所述步骤b中，钻孔1间距为10m×10m。所述步骤d中，直到由于注水后，受水的自身重力作用，最下部的内拉筋橡胶囊体4完全与采空区底部5的地板接触。所述步骤f中，灰砂比为1:6。所述步骤e中，采空区内的内拉筋橡胶囊体4为相互交错分布，相邻的内拉筋橡胶囊体4之间的前后左右上下的间距均为5m。所述步骤e中，内拉筋橡胶囊体4为长宽高均为10m的正方体结构。该铅锌矿采空区充填采用了本专利技术之后，常规充填成本89元/m³，高强度混凝土桁架充填成本140元/m³，采用本专利技术可以减少一半的采空区体积，节约了矿山充填集料，为矿山带来了较大的经济效益。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于地下采空区桁架式充填方法，其特征在于，包括以下步骤：/na.排除采空区落石及片帮危险之后，将采空区顶板（2）的钻孔位置上的石块进行清理；/nb.在采空区顶板（2）上进行梅花桩形式的钻孔划分；/nc.步骤b划分好的钻孔位置上，钻凿直径为400mm的钻孔（1），钻孔（1）的开凿深度可控制在钻透采空区顶板即可；/ne.将若干个首尾相互连通的内拉筋橡胶囊体（4）通过钻孔（1）下放至采空区内，待内拉筋橡胶囊体（4）全部进入采空区后，向位于钻孔（1）顶部的内拉筋橡胶囊体（4）开口内注入水；/nd.内拉筋橡胶囊体（4）内部充满水后，通过位于钻孔（1）顶部的内拉筋橡胶囊体（4）开口，进行0.7Mpa的压缩气体打压，使囊体处于膨大状态；/nf.向采空区内充入高灰砂比的充填料浆，直至采空区内部被充填料浆充满，形成充填体（3）；/ng.对步骤f中形成的充填体（3）进行养护，养护周期为28天，当充填体（3）抗压强度达到10Mpa后，将内拉筋橡胶囊体（4）内的水通过采空区顶板（2）的钻孔（1）注水口处，利用小型潜水泵将内拉筋橡胶囊体（4）内部的水排出，再将内拉筋橡胶囊体（4）通过采空区顶板（2）的钻孔（1）拽拉出来进行回收后再次利用；/nh.内拉筋橡胶囊体（4）回收完毕后，采空区内的充填体（3）形成桁架单元，对采空区的顶板、地板及两侧围岩形成支撑作用。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于地下采空区桁架式充填方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.排除采空区落石及片帮危险之后，将采空区顶板（2）的钻孔位置上的石块进行清理；
b.在采空区顶板（2）上进行梅花桩形式的钻孔划分；
c.步骤b划分好的钻孔位置上，钻凿直径为400mm的钻孔（1），钻孔（1）的开凿深度可控制在钻透采空区顶板即可；
e.将若干个首尾相互连通的内拉筋橡胶囊体（4）通过钻孔（1）下放至采空区内，待内拉筋橡胶囊体（4）全部进入采空区后，向位于钻孔（1）顶部的内拉筋橡胶囊体（4）开口内注入水；
d.内拉筋橡胶囊体（4）内部充满水后，通过位于钻孔（1）顶部的内拉筋橡胶囊体（4）开口，进行0.7Mpa的压缩气体打压，使囊体处于膨大状态；
f.向采空区内充入高灰砂比的充填料浆，直至采空区内部被充填料浆充满，形成充填体（3）；
g.对步骤f中形成的充填体（3）进行养护，养护周期为28天，当充填体（3）抗压强度达到10Mpa后，将内拉筋橡胶囊体（4）内的水通过采空区顶板（2）的钻孔（1）注水口处，利用小型潜水泵将内拉筋橡胶囊体（4）内部的水排出，再将内拉筋橡胶囊体（4）通过采空区顶板...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴衡山，刘慧，郝显福，王忠泉，何良军，高忠，
申请(专利权)人：西北矿冶研究院，
类型：发明
国别省市：甘肃;62