[发明专利]一种采空区阻隔式充填方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采空区阻隔式充填方法，适用于建筑物下、水体下、铁路下与水体上煤炭开采后的采空区充填。

背景技术

长期以来，建筑物下、水体下、铁路下与水体上煤炭开采后造成了上覆岩层与地表的变形破坏，使地下水系遭到破坏，地面建筑物破坏变形导致无法使用。因此，需要对煤炭开采后采空区进行充填来减缓采空区上方的岩层向下运动，从而达到保护地表的目的。

目前采空区主要的充填方式有矸石充填，水砂充填、膏体和似膏体充填等。这些充填方式都对地表的下沉控制起到了一定作用。但矸石充填、水砂充填由于充填率较低、充填成本高、对地表的下沉控制作用有限。膏体充填和似膏体充填工艺复杂，投资较大，多达几千万元，从而限制了上述充填方法的应用与推广。

发明内容

技术问题：本发明目的是克服已有采空区充填技术的不足，方法相对简单，充填成本相对较低，充填效率较高。该采空区阻隔式充填方法是一种适用性较强的采空区充填方法。

技术方案：本发明的采空区阻隔式充填方法：

a、在待充填的采空区内沿采煤工作面推进方向、纵向或横向排列间隔距离L₁或阻隔采空区跨度L₃吊挂多个柔性充填袋；

b、在吊挂的柔性充填袋外露侧间隔布置单体支柱；

c、在柔性充填袋外侧架设依托于单体支柱的模板；

d、通过注浆管向柔性充填袋内充填高水材料，直至饱满；

e、待高水材料凝固后，拆除模板和单体支柱，完成一排充填阻隔体；

f、随采煤工作面的推进，纵向排列的充填阻隔体继续构筑下一排阻隔体，在上一排阻隔体位置处续挂柔性充填袋，重复步骤b、c、d、e，周而复始，当构筑的充填阻隔体达到阻隔采空区跨度L₂时，在纵向与纵向排列的充填阻隔体之间构筑一排横向充填阻隔体封闭墙，通过注浆管向封闭墙内漫灌高水材料，直至饱满，完成区域采空区的全封闭；

横向排列的充填阻隔体间隔达到阻隔采空区跨度L₃时，构筑下一排横向排列的封闭墙充填阻隔体，通过注浆管向封闭墙充填阻隔体内漫灌高水材料，直至饱满，完成区域采空区的全封闭；

g、随采煤工作面的继续推进，继续吊挂充填袋，重复上述步骤b、c、d，e，f，周而复始，直至完成整个采空区阻隔体的构筑和采空区的漫灌作业；

h、在运巷和轨道巷构筑封闭墙，进行最后统一充填，将采空区未充填部分充满，完成整个采空区的充填作业。

所述柔性充填袋的长度a为10m～20m，宽度b为2m～3m，高度c与工作面采高相同；所述纵向排列吊挂柔性充填袋的间隔距离L₁约为10m～25m，阻隔采空区跨度L₂应小于直接顶或老顶初次垮落的步距，约为8m～30m；所述横向排列吊挂柔性充填袋的阻隔采空区跨度L₃应小于直接顶或老顶初次垮落步距，约为8m～25m。

有益效果：通过在采空区分段施工纵向或横向的挂袋，然后采用高水材料进行充填形成阻隔体，充填体凝固后对顶板进行支撑，减少顶板的离层。当阻隔体达到一定数量后，通过注浆管对密闭的采空区充填高水材料，直至饱满。待高水材料充填浆液凝固后，对采空区裸露出来的顶板进行支撑。最后，当工作面开采设备搬出后，在两巷构筑封闭墙进行最后统一充填，将开采空间整体充填密实，完成整个充填工作。本发明利用阻隔体阻隔采空区，在顶板不发生冒落的前提下对所阻隔区域进行漫灌，充填效率高，对地表的下沉控制作用显著。高水材料用水量大，井下废水可满足充填用水要求，可减少部分井下排水费用，充填方法简单，设备投资少，充填效率与充填密实度高，稳定性好，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的纵向排列实施例一的首排阻隔充填袋布置示意图。

图2是图1的I-I剖面图。

图3是本发明纵向排列实施例一的多排阻隔充填体布置示意图。

图4是图3的II-II剖面图。

图5是本发明纵向排列实施例一的阻隔体布置示意图。

图6是图5的III-III剖面图。

图7是本发明纵向排列实施例一的多个阻隔体布置示意图。

图8是图7的V-V剖面图。

图9是本发明的横向排列实施例二的首排阻隔充填袋布置示意图。

图10是图9的I-I剖面图。

图11是本发明的横向排列实施例二的区域阻隔充填体示意图。

图12是图11的II-II剖面图。