全尾砂膏體充填脫水系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及礦山采空區(qū)充填技術(shù)，特別是指利用全尾砂膏體來(lái)充填脫水的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]礦山開(kāi)采活動(dòng)往往造成山體內(nèi)部架空，為了防止地表沉陷，需要對(duì)礦山采空區(qū)進(jìn)行填充處理，全尾砂膏體充填是常用的充填辦法。全尾砂膏體充填是通過(guò)機(jī)械設(shè)備將膏體或似膏體尾砂填充進(jìn)礦山采空區(qū)內(nèi)，待其脫水、硬化后反過(guò)來(lái)支撐礦山山體，從而達(dá)到防止地表沉陷的目的。充填過(guò)程所用的膏體或似膏體尾砂是濃度大于70%的高濃度尾砂漿，其含水量約30%，膏體尾砂只有充分脫水穩(wěn)定后才能有效控制空區(qū)地壓，因此全尾砂膏體脫水是非常重要的環(huán)節(jié)。
[0003]非膠結(jié)充填技術(shù)是全尾砂膏體充填技術(shù)中的一種，即采用全尾砂膏體(或近似膏體)充填采空區(qū)，不加膠結(jié)材料，依靠尾砂自然沉降脫水，非膠結(jié)充填技術(shù)操作簡(jiǎn)單，成本低廉，為許多礦區(qū)所青睞。但是非膠結(jié)充填往往存在安全隱患，因?yàn)樽匀怀两得撍畷r(shí)間較長(zhǎng)，尾砂水不能及時(shí)排出，使得充填體長(zhǎng)時(shí)間處在高含水狀態(tài)，會(huì)造成采空區(qū)底部密閉墻承受壓力較大，影響密閉墻的穩(wěn)定，對(duì)人員及設(shè)備安全構(gòu)成威脅，增加井下作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。如何將膏體或似膏體尾砂漿體中的重力水盡快濾出，使充填體達(dá)到穩(wěn)定，是礦山井下尾砂非膠結(jié)充填的一個(gè)難題。
[0004]國(guó)內(nèi)專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)也有一些關(guān)于的礦山采空區(qū)尾砂填充脫水技術(shù)的公開(kāi)文獻(xiàn)報(bào)道:
[0005]例如:【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201210565190.2，【申請(qǐng)日】2012.12.24，【名稱(chēng)】一種大范圍采空區(qū)群充填處理方法，其技術(shù)方案是:劃分充填單元，選擇充填材料，布置充填管道；根據(jù)計(jì)算確定充填擋墻厚度并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工，充填擋墻內(nèi)部預(yù)留排水孔和濾水孔，并在充填擋墻后面堆置廢石堆反濾層；布置濾水管，并通過(guò)充填擋墻的濾水孔伸出墻外；在最高點(diǎn)處施工充填鉆孔，直徑133mm-150mm，作為高位放料點(diǎn)，確保接頂，同時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況施工相應(yīng)數(shù)量的充填鉆孔，進(jìn)行交替充填。但是該發(fā)明不適用于非膠結(jié)充填，因?yàn)閿?shù)量有限的濾水管達(dá)不到快速脫水的目的，過(guò)長(zhǎng)的脫水期，增加地表沉陷風(fēng)險(xiǎn)。
[0006]例如:【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420161397.8，【申請(qǐng)日】2014.04.04，【名稱(chēng)】尾砂膠結(jié)充填脫排水裝置，公開(kāi)了一種尾砂膠結(jié)充填脫排水裝置，它包括充填隔墻和互相平行設(shè)置的若干根排水管，排水管的一端從充填隔墻穿出；在每一根排水管上分別通過(guò)三通連接有若干根濾水管；所述的濾水管走向均與排水管垂直。保證了濾水管路與充填體能夠均勻接觸，且接觸面積較大，確保了充填體有良好的透水性。排水管與濾水管底部直接聯(lián)通，濾水效果更好。同樣的，該實(shí)用新型的若干根濾水管也達(dá)不到快速脫水的目的，而且彎曲、冗長(zhǎng)的排水通道極易發(fā)生堵塞。
[0007]例如:【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201320446777.1，【申請(qǐng)日】2013.07.25，【名稱(chēng)】一種尾砂充填模袋筑壩排水裝置，該裝置包括尾砂充填模袋筑壩，尾砂充填模袋筑壩包括用尾砂充填土工模袋構(gòu)成的多層模袋壩，在每層模袋壩上表面間隔設(shè)軟式透水管。所述軟式透水管由彈性材料彎成螺旋狀后外包一層透水性土工材料。通過(guò)軟式透水管將尾砂充填模袋筑壩過(guò)程中及結(jié)束后模袋壩體內(nèi)部的滲水及時(shí)有序集中排出。所述尾砂充填模袋筑壩是利用尾砂造漿后通過(guò)水力輸送充填入鋪設(shè)在壩基上的土工模袋內(nèi)而形成壩體的一種新型筑壩方法。該實(shí)用新型能起到脫水作用，但是操作繁瑣，排水效率不高。
[0008]因此，現(xiàn)有尾砂填充脫水技術(shù)存在脫水效率低，容易擁堵的問(wèn)題，達(dá)不到快速脫水的目的，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有尾砂填充脫水技術(shù)的脫水效率低、容易擁堵的問(wèn)題，提供了一種快速、穩(wěn)定的全尾砂膏體充填脫水系統(tǒng)。
[0010]本實(shí)用新型的全尾砂膏體充填脫水系統(tǒng)，包括礦山的采空區(qū)和設(shè)置在采空區(qū)底部通道口處的密閉墻，濾水管布置在采空區(qū)底部并沿采空區(qū)斜底板延伸敷設(shè)至采空區(qū)頂部，濾水管在采空區(qū)內(nèi)部采用“井”型布置，并相互連通構(gòu)成網(wǎng)狀脫水結(jié)構(gòu)，在靠近密閉墻處，濾水管匯合成數(shù)根主濾水管，主濾水管從采空區(qū)底部接出，穿過(guò)密閉墻接入沉淀池，濾水管由帶排水孔的承壓管和包裹在承壓管外壁的濾布組合而成。
[0011]構(gòu)成網(wǎng)狀脫水結(jié)構(gòu)的兩兩交匯的濾水管之間采用垂直三通管連通，濾水管采用聚氯乙烯承壓管(可選用PE100 (SDRll)聚氯乙烯承壓管)，承壓管的直徑為50mm，厚度為4.6mm，承壓值為 1.6MPa0
[0012]所述排水孔直徑為15 — 20mm，采用梅花型布置，排水孔之間間隔30mm。所述濾布目數(shù)為60—80目，其目的是只允許水通過(guò)，阻止尾砂進(jìn)入濾水管，從而實(shí)現(xiàn)尾砂脫水。敷設(shè)在采空區(qū)底部的濾水管采用廢石擠壓固定，在傾斜底板的濾水管采用錨固方式固定。
[0013]所述密閉墻的墻體嵌入巖體，與巖體結(jié)合為一體，提高密閉墻的強(qiáng)度，防止尾砂尾水滲漏。墻體采用C20以上強(qiáng)度的混凝土墻、廢石、細(xì)砂和棕墊組成，密閉墻厚度根據(jù)采空區(qū)高度、膏體尾砂性質(zhì)和通口斷面大小等計(jì)算確定。
[0014]本實(shí)用新型的全尾砂膏體充填脫水系統(tǒng)是讓充填尾砂中的水以滲透的方式脫水，分兩個(gè)主要過(guò)程排出采空區(qū)，一是在尾砂漿排入采空區(qū)時(shí)，尾砂與濾水管網(wǎng)接觸時(shí)存在壓差，尾砂水從尾砂漿中進(jìn)入濾水管后排出采空區(qū)；二是尾砂自然沉降時(shí)，尾砂水從在充填體的頂部進(jìn)入濾水管網(wǎng)排出采空區(qū)。
[0015]本實(shí)用新型的全尾砂膏體充填脫水系統(tǒng)的建造方法，采用由于濾水管的管網(wǎng)、密閉墻和沉淀池整體結(jié)合成為充填脫水系統(tǒng)，步驟如下:
[0016](I)在充填采空區(qū)前，在采空區(qū)底部通道口處構(gòu)筑巷道密閉墻。
[0017](2)采用聚氯乙烯承壓管和濾布制作濾水管，在承壓管壁四周均勻開(kāi)設(shè)排水孔，在濾水管外包裹濾布。
[0018](3)將濾水管布置在采空區(qū)底部并沿采空區(qū)斜底板延伸敷設(shè)至采空區(qū)頂部，所述濾水管采用“井”型布置，間隔15 — 20m，并相互連通構(gòu)成網(wǎng)狀脫水結(jié)構(gòu)。
[0019](4)在采空區(qū)外適宜位置設(shè)沉淀池，將主濾水管從采空區(qū)底部接出，再穿過(guò)密閉墻接入沉淀池。<