一种防跑浆提高充填效果的隔断膏体充填结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种防跑浆提高充填效果的隔断膏体充填结构，包括纵向隔离墙、横向隔离墙、边缘隔离墙；距离较近的两个相邻横向隔离墙之间或距离较近的横向隔离墙与边缘隔离墙之间形成隔断待充填区，距离较远的横向隔离墙和边缘隔离墙之间或距离较远的两个横向隔离墙形成隔断充填区；在一次充填作业中，所述隔断待充填区和隔断充填区为近似的矩形结构，本次充填作业中的隔断充填区和上一次充填作业中的隔断待充填区合成为一个本次充填作业的复合隔断充填区，所述复合隔断充填区为L形结构。本隔断膏体充填结构适应井下复杂的地质环境条件，防止跑漏浆事故发生，提高充填体接顶率，确保覆岩及地表的变形在允许范围内，实现安全高效开采。实现安全高效开采。实现安全高效开采。

【技术实现步骤摘要】
一种防跑浆提高充填效果的隔断膏体充填结构


[0001]本技术涉及煤矿开采
，尤其是涉及一种防跑浆提高充填效果的隔断膏体充填结构。

技术介绍

[0002]膏体充填开采是煤矿绿色开采技术体系的重要组成部分，其主要工艺为：在地面将煤矸石、粉煤灰等固体废物加工成无临界流速、不需脱水的膏状浆体；然后利用机械设备或重力作用通过管道输送到井下；配合工作面的开采推进，将膏体充填至采空区，构建成“充填体—上覆岩层—主关键层”的支撑结构体系，实现对覆岩及地表的变形控制。膏体充填开采是建筑物下、铁路下、水体下和承压水上（“三下一上”）煤炭资源安全高效回采的有效技术措施，其对于提高煤炭资源采出率，保护矿区生态自然环境，实现矿井可持续发展都有着重要意义。
[0003]充填工艺是膏体充填开采的关键环节，其中充填体强度及接顶率是充填工作控制的关键指标，也是控制上覆岩层移动变形，保护地表建（构）筑物的关键因素。
[0004]传统的充填工艺（方法）是在工作面控顶区与待充填区之间利用液压支架（支柱）构筑四周封闭的隔离墙，形成一个“封闭”的待充填空间；通过沿工作面方向隔离墙上留设的1
#
‑
n
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充填孔将膏体充填入采空区；待一定时间充填体达到设计强度后移架（柱）撤除隔离墙（图），进入下一循环充填作业。此方法存在如下缺点：
[0005]①
当工作面倾角较大时，充填隔离墙下部承受的膏体压力大，易产生跑漏浆事故，造成充填体欠接顶。事故发生后的半凝固
‑
凝固充填膏体清理、移动错位支架的调整及重新进行补充充填工作的难度及工程量均较大。
②
为了能够及时有效支撑顶板，最大限度地降低开采对覆岩及地表建（构）筑物的破坏，膏体凝固的时间较短，加之膏体本身流动性较差的特性，当充填范围较大时，随着充填时间的加长，膏体整体流动性会愈小，造成局部欠接顶。
③
井下开采地质条件复杂，断层、褶曲等地质构造频现，利用支架沿工作面全长布置隔离墙难度大，且隔离墙易密封不严，发生跑漏浆事故。
④
跑漏浆事故一旦发生，充填工作停止，若膏体在充填管内停滞时间过长，会产生离析沉淀，甚至凝固，引发堵管事故。清理管道内凝固的膏体难度大、工作量大。
⑤
为防止充填期间顶板下沉过大，甚至垮塌，需在待充填区采取支护措施，支护材料不可回收。
⑥
俯斜开采时，临上循环充填体侧欠接顶面积大。
⑦
顶板裸露面积过大，局部易冒落，人员作业不安全。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术的缺陷，本技术提供一种防跑浆提高充填效果的隔断膏体充填结构，以适应井下复杂的地质环境条件，防止跑漏浆事故发生，提高充填体接顶率，确保覆岩及地表的变形在允许范围内，实现安全高效开采。
[0007]为实现上述目的，本技术所采取的技术方案是：
[0008]一种防跑浆提高充填效果的隔断膏体充填结构，包括上平道内侧、下平道内侧、工
作面外侧、与工作面外侧相对的采空边界内侧面所围成的充填区，所述充填区按充填作业的先后顺序分为第一次充填作业区、第二次充填作业区、第三次充填作业区
……
第N次充填作业区；
[0009]在每一次的充填作业中，所述充填区沿与工作面平行的方向构筑纵向隔离墙，沿与工作面推进方向平行的方向构筑横向隔离墙，在充填区与上平道、下平道隔断区域的边缘构筑边缘隔离墙；
[0010]在每一次充填作业中，距离较近的两个相邻横向隔离墙之间或距离较近的横向隔离墙与边缘隔离墙之间形成隔断待充填区，距离较远的横向隔离墙和边缘隔离墙之间或距离较远的两个横向隔离墙形成隔断充填区；
[0011]在一次充填作业中，所述隔断待充填区和隔断充填区为近似的矩形结构；在相邻的两次充填作业过程中，本次充填作业的隔断待充填区与上一次充填作业的隔断待充填区错开，两次充填作业中相邻的两个隔断待充填区的横向隔离墙有一条处在一条直线上，使本次充填作业中的隔断充填区和上一次充填作业中的隔断待充填区合成为一个本次充填作业的复合隔断充填区，所述复合隔断充填区为L形结构。
[0012]作为对上述技术方案的改进，在每一次的充填作业中，采空边界内侧面与相邻的所述纵向隔离墙之间或相邻的两个纵向隔离墙之间的距离为一次充填作业的充填步距。
[0013]作为对上述技术方案的改进，所述横向隔离墙的支护采用单体液压支柱或木垛配合隔离墙板，纵向隔离墙的支护利用充填液压支架配套隔离墙板。
[0014]作为对上述技术方案的改进，所述纵向隔离墙设置有布料孔并通过布料孔进行隔断充填区的充填作业。
[0015]作为对上述技术方案的改进，若为俯斜开采，两侧所述横向隔离墙在上侧最高处留设顶部充填孔进行辅助充填。
[0016]与现有技术相比，本技术所取得的有益效果是：
[0017]本技术的防跑浆提高充填效果的隔断膏体充填结构，在一次充填作业过程中，所述隔断待充填区为近似的矩形结构；上一次充填作业中的隔断待充填区和本次充填作业中的隔断充填区合成为一个L形结构的复合隔断充填区，使得本技术具有如下优点：
[0018]1、跑漏浆事故显著减少；将充填区域划隔断分为各个块段，减小了隔离墙（边缘隔离墙3、纵向隔离墙1、横向隔离墙2）下部承受的充填膏体（充填体）压力，跑漏浆事故显著减少。2、充填接顶率明显提高；一次充填面积的减少，使得块段内充填膏体（充填体）在流动性较强时就可充填满采空区，提高了充填接顶率，达到95%以上。3、对地质条件适应性强。井下开采地质条件复杂，断层、褶曲等地质构造频现；利用隔断充填，可以将断层、褶曲等顶底板落差较大区域设置为隔断待充填区，既便于隔离墙（边缘隔离墙3、纵向隔离墙1、横向隔离墙2）的构筑，又便于充填，提高充填接顶率；当工作面为俯斜开采充填时，临上循环充填体侧欠接顶面积大，可以利用横向隔离墙或边缘隔离墙留设顶部充填孔进行自高处进行充填，提高充填体接顶率。4、安全性高；通过在隔断待充填区域打木垛或者单体支柱进行支护，人员通行及构筑隔离墙期间顶板得到有效控制，极大的提高了充填作业的安全性。5、支护材料可回收；当充填体达到设计强度后，隔断待充填区域打设的木垛或者单体支柱可进行回收，支护新的隔断待充填区，节省支护材料。6、便于补充充填；当隔断充填区未充填密
实时，在进行下一充填作业时，可利用上循环隔断待充填区进行补充充填，提高充填接顶率。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本技术的隔断充填方法实现原理的剖示示意图；
[0021]图2是本技术的隔断充填方法实现原理的俯视示意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防跑浆提高充填效果的隔断膏体充填结构，包括上平道内侧、下平道内侧、工作面外侧、与工作面外侧相对的采空边界内侧面所围成的充填区，所述充填区按充填作业的先后顺序分为第一次充填作业区、第二次充填作业区、第三次充填作业区
……
第N次充填作业区；其特征在于，在每一次的充填作业中，所述充填区沿与工作面平行的方向构筑纵向隔离墙，沿与工作面推进方向平行的方向构筑横向隔离墙，在充填区与上平道、下平道隔断区域的边缘构筑边缘隔离墙；在每一次充填作业中，距离较近的两个相邻横向隔离墙之间或距离较近的横向隔离墙与边缘隔离墙之间形成隔断待充填区，距离较远的横向隔离墙和边缘隔离墙之间或距离较远的两个横向隔离墙形成隔断充填区；在一次充填作业中，所述隔断待充填区和隔断充填区为矩形结构；在相邻的两次充填作业过程中，本次...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文兵，郭明杰，谭毅，白二虎，何志雷，温蓬，马志宝，赵高博，吴俊杰，吴东涛，杨伟强，王比比，焦轶恒，刘成波，王刚，王开，张小强，张绪言，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：新型
国别省市：