一种防止地下水污染的矿山采空区泥浆回填方法技术

本发明专利技术公开了一种防止地下水污染的矿山采空区泥浆回填方法，包括以下步骤：步骤1：探测矿山采空区位置和路径，根据采空区的路径钻探回填孔；步骤2：制作回填泥浆和碎石块，首先由采空区路径的终端开始进行回填，终端中的回填泥浆和碎石块分别作为填充外层和碎石内层；通过设置回填泥浆作为采空区回填底侧，回填泥浆由泥沙、粉煤灰和碱激发胶凝材料制成，具有一定的流动性和粘性，通过先注入回填泥浆对采空区的底部进行隔离，起到隔离防渗的作用，可有效防止采空区内部回填的泥浆对地下水造成污染，进而降低了采空区回填泥浆对环境的污染。染。

【技术实现步骤摘要】
一种防止地下水污染的矿山采空区泥浆回填方法


[0001]本专利技术属于矿山采空区处理
，具体涉及一种防止地下水污染的 矿山采空区泥浆回填方法。

技术介绍

[0002]矿体中因开采而形成采空区，为了防止地表陷落，消除生产隐患，确保 坑内作业人员安全，需及时而有计划地处理采空区(如充填或放顶封闭等)， 这些处理工作为采空区处理。由于地下采空区具有隐伏性强、空间分布特征 规律性差、采空区顶板冒落塌陷情况难以预测等特点，因此，如何对地下采 空区的分布范围、空间形态特征和采空区的空区处治对况等进行量化评判， 一直是困扰工程技术人员进行采空区潜在危害性评价及合理确定采空区处治 对策的关键技术难题；对于矿山地下开采遗留的采空区，处理方法通常有封 闭、崩落、加固和充填四大类。加固法处理采空区主要在采空区土方修建公 路、隧道等工程时应用较多。由于成本较高，技术难度大，所以目前在矿山 的开采阶段应用较少。采空区治理措施目前国内外主要灌注充填法、穿越/跨 越法、砌筑法、剥挖回填法、强夯法、堆载预压法。在多种采空区治理方法 中，注浆充填法因受各种不良地质因素因素影响较小、施工工艺简单、治理 效果较好，成为解决诸多不同情况下采空区中应用最广的采空区治理方法。
[0003]但是灌注填充后，浆液浸出的高浓度重金属和其他有害离子对地下水污 染较为严重，导致对环境的污染加重，因此提出一种防止地下水污染的矿山 采空区泥浆回填方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种防止地下水污染 的矿山采空区泥浆回填方法，以解决上述
技术介绍
中提出的浆液浸出的高浓 度重金属和其他有害离子对地下水污染较为严重，导致对环境的污染加重的 问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种防止地下水污染的矿 山采空区泥浆回填方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1：探测矿山采空区位置和路径，根据采空区的路径钻探回填孔；
[0007]步骤2：制作回填泥浆和碎石块，首先由采空区路径的终端开始进行回填， 终端中的回填泥浆和碎石块分别作为填充外层和碎石内层；
[0008]步骤3：然后向着采空区的始端依次进行回填，回填时先以回填泥浆为底 侧，再以碎石块和矿用填充材料为内层；
[0009]步骤4：按照填充顺序再次依次灌注回填泥浆，以回填泥浆为表层；
[0010]步骤5：当回填到始端时，采空区始端处于封闭状态，同样以回填泥浆和 碎石块分别作为填充外层和碎石内层。
[0011]优选的，所述步骤1包括以下步骤：
[0012]步骤1.1：根据探测结果，先在采空区的始端钻孔；
[0013]步骤1.2：以第一个钻孔为起点等距设置若干个钻孔，相邻两个钻孔之间 的距离为10m
‑
15m；
[0014]步骤1.3：若最后一个钻孔距离始端大于5m则需要在始端钻孔，反之不需 要钻孔。
[0015]优选的，所述步骤2包括以下步骤：
[0016]步骤2.1：取3
‑
5份泥沙、20份粉煤灰和0.8份碱激发胶凝材料制成回 填泥浆，回填泥浆水固比为0.8：1，将矿山大块废石块进行小颗粒化，碎石 块的粒径小于80mm；
[0017]步骤2.2：采用φ200mm注浆管，注浆管下端位于采空区的顶部，上端通 过支架固定在采空区顶部，并且通过法兰与出浆管可拆卸连接；
[0018]步骤2.3：位于注浆管固定支架旁设置碎石块传输装置，传输装置的末端 可向上折叠，并且宽度小于200mm；
[0019]步骤2.4：先通过注浆管将配制的回填泥浆铺设在采空区的底部，根据采 空区的内部尺寸，当回填泥浆注入约20cm
‑
30cm厚时停止注浆；
[0020]步骤2.5：通过法兰拆卸注浆管，通过碎石块传输装置向采空区内部投放 碎石块，根据采空区的每一段的容积，当碎石填充约1/2V
‑
4/5V时停止投放；
[0021]步骤2.6：再次将注浆管连接，通过注浆管继续注入回填泥浆，直到地表 溢浆、钻孔窜浆为止。
[0022]优选的，所述步骤3包括以下步骤：
[0023]步骤3.1：取3
‑
5份基料和0.7
‑
0.9份催化剂混合形成矿用填充材料；
[0024]步骤3.2：对下一个采空区进行注浆，同样当回填泥浆铺设约20cm
‑
30cm 时停止注浆，然后填充约1/2V
‑
4/5V的碎石；
[0025]步骤3.3：将注浆管通过法盘与矿用填充材料输出管连接，向采空区注入 矿用填充材料，注入的体积约为3/5V，然后停止注入；
[0026]步骤3.4：以同样的方式对其他的采空区依次进行回填，除了采空区始端。
[0027]优选的，所述步骤4包括以下步骤：
[0028]步骤4.1：复查终端采空区的回填情况，若发生吃浆情况继续填充，若未 发生吃浆情况，则从第二个采空区开始依次再次注入回填泥浆；
[0029]步骤4.2：当地表溢浆、钻孔窜浆时停止注浆；
[0030]步骤4.3：对注浆孔上端进行封堵。
[0031]优选的，所述步骤5包括以下步骤：
[0032]步骤5.1：当对始端处的最后一个采空区进行注浆时，同样当回填泥浆注 入约20cm
‑
30cm厚时停止注浆，然后填充约4/5V的碎石块；
[0033]步骤5.2：最后再注入回填泥浆至地表溢浆、钻孔窜浆；
[0034]步骤5.3：对泥浆回填设备进行拆卸。
[0035]优选的，所述步骤2和步骤3中的回填泥浆、碎石块和矿用填充材料均为 现场加工配制。
[0036]优选的，所述步骤3.1中的基料为现有的矿用填充材料所用基材。
[0037]优选的，所述步骤2.1中的碱激发胶凝材料包括含碱性元素的硅酸盐、铝 酸盐、磷酸盐和碳酸盐中的一种。
[0038]优选的，所述步骤2.6中若孔口管压力升至0.7MPa以上且稳定15min或者 孔口管
压力未升至0.7MPa，但吃浆量小于40L/min，且持续15min时也可停止 注浆。
[0039]与现有技术相比，本专利技术提供了一种防止地下水污染的矿山采空区泥浆 回填方法，具备以下有益效果：
[0040]1、本专利技术通过设置回填泥浆作为采空区回填底侧，回填泥浆由泥沙、粉 煤灰和碱激发胶凝材料制成，具有一定的流动性和粘性，通过先注入回填泥 浆对采空区的底部进行隔离，起到隔离防渗的作用，可有效防止采空区内部 回填的泥浆对地下水造成污染，进而降低了采空区回填泥浆对环境的污染；
[0041]2、本专利技术通过设置碎石块，当回填泥浆注入后，在回填泥浆的上方投入 碎石块，通过碎石块填充在回填泥浆的内部，增加了回填泥浆的紧实度，同 时堆起的碎石块增加了采空区内部回填的强度；
[0042]3、本专利技术通过设置先注入回本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防止地下水污染的矿山采空区泥浆回填方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：探测矿山采空区位置和路径，根据采空区的路径钻探回填孔；步骤2：制作回填泥浆和碎石块，首先由采空区路径的终端开始进行回填，终端中的回填泥浆和碎石块分别作为填充外层和碎石内层；步骤3：然后向着采空区的始端依次进行回填，回填时先以回填泥浆为底侧，再以碎石块和矿用填充材料为内层；步骤4：按照填充顺序再次依次灌注回填泥浆，以回填泥浆为表层；步骤5：当回填到始端时，采空区始端处于封闭状态，同样以回填泥浆和碎石块分别作为填充外层和碎石内层。2.根据权利要求1所述的一种防止地下水污染的矿山采空区泥浆回填方法，其特征在于：所述步骤1包括以下步骤：步骤1.1：根据探测结果，先在采空区的始端钻孔；步骤1.2：以第一个钻孔为起点等距设置若干个钻孔，相邻两个钻孔之间的距离为10m
‑
15m；步骤1.3：若最后一个钻孔距离始端大于5m则需要在始端钻孔，反之不需要钻孔。3.根据权利要求1所述的一种防止地下水污染的矿山采空区泥浆回填方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：步骤2.1：取3
‑
5份泥沙、20份粉煤灰和0.8份碱激发胶凝材料制成回填泥浆，回填泥浆水固比为0.8：1，将矿山大块废石块进行小颗粒化，碎石块的粒径小于80mm；步骤2.2：采用φ200mm注浆管，注浆管下端位于采空区的顶部，上端通过支架固定在采空区顶部，并且通过法兰与出浆管可拆卸连接；步骤2.3：位于注浆管固定支架旁设置碎石块传输装置，传输装置的末端可向上折叠，并且宽度小于200mm；步骤2.4：先通过注浆管将配制的回填泥浆铺设在采空区的底部，根据采空区的内部尺寸，当回填泥浆注入约20cm
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30cm厚时停止注浆；步骤2.5：通过法兰拆卸注浆管，通过碎石块传输装置向采空区内部投放碎石块，根据采空区的每一段的容积，当碎石填充约1/2V
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4/5V时停止投放；步骤2.6：再次将注浆管连接，通过注浆管继续注入回填泥浆，直到地表溢浆、钻孔窜浆为止。4.根据权利要求1所述的一种防止地下水污染的矿山采空区泥浆回填方法，其特征在于：所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛培杰，杨洪明，赵海洋，
申请(专利权)人：丛培杰，
类型：发明
国别省市：