[发明专利]一种采空区堤坝式充填方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采空区堤坝式充填方法，适用建筑物下、水体下、铁路下与水体上煤炭 开采后的采空区充填，主要应用于煤层倾较角小或采高较大的仰采工作面。

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覆岩层移动，从而达到保护地表的目的。

目前主要的采空区充填方式有矸石充填，水砂充填、膏体充填、似膏体充填和高水材料 充填等。这些充填方式虽然都能起到控制地表下沉的作用，但由于矸石充填、水砂充填的充 填效率较低、充填成本高、对控制地表下沉的作用有限。膏体和似膏体充填的工艺复杂，投 资较大，多达几千万元，而且常规的高水材料充填只能在煤层倾角α大于12°、采高较小和 上覆岩稳定性较好的条件下才适用。

发明内容

技术问题：本发明目的是克服已有技术的不足之处，提供一种方法简单，投资小，充填 效果好的采空区堤坝式充填方法。

技术方案：本发明的采空区堤坝式充填方法，包括在仰采工作面架设的多个单体液压支 柱，其充填步骤如下：

a、在仰采工作面推进距离L3～5m后，在切顶排单体液压支柱的后方面对采空区架设依 托于单体液压支柱的挡板；

b、依附于挡板从上往下铺设延伸至底板及工作面两巷的柔性隔水布，形成一个隔离采空 区；

c、在柔性隔水布延伸至底板及工作面两巷部位堆积固体物压实接合面，防止隔离采空区 浆液渗漏；

d、通过注浆设备向隔离采空区充填高水材料，当充填高度达到挡板高度时，停止充填；

e、待高水材料凝固后，拆除挡板和单体液压支柱，完成一次充填；

f、随着采煤工作面的推进，重复上述步骤完成一次又一次的充填；

g、当采煤工作面开采完毕后，拆除工作面的所有设备，然后在运输巷和轨道巷构筑封闭 墙，进行最后的接顶充填，完成整个采空区的充填作业。

所述架设的挡板高度为工作面采高的60％～80％；所述铺设的柔性隔水布的材料为防水、 抗静电、阻燃的风筒布。

有益效果：本发明的采空区堤坝式充填方法，尤其适用于煤层倾角α大于5°或采高较 大的仰采工作面。通过挡板和柔性隔水布组成的堤坝隔离采空区，能方便高水材料经注浆管 自然流入隔离采空区，有利抬高充填液面，使浆体迅速接顶，减少空顶距，控制直接顶垮落， 其方法简单，投资小，充填密实，充填效率高，效果直观，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的架设挡水堤坝结构侧视示意图。

图2是本发明的架设挡水堤坝结构俯视示意图。

图3是本发明的架设挡水堤坝末次充填结构侧视示意图。

图4是本发明的架设挡水堤坝收尾充填结构俯视示意图。

图5是本发明的架设挡水堤坝收尾充填结构侧视示意图。

图中：1-单体支柱；2-挡板；3-柔性隔水布；4-固体物；5-隔离采空区；6-充填体；7- 注浆设备；8-运输巷；9-轨道巷；10-封闭墙。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施作进一步描述：

本发明的采空区堤坝式充填方法：如图1所示，首先在仰采工作面架设的多个单体液压 支柱1，然后在仰采工作面推进距离L为3～5m，该距离可保证隔离采空区的空顶距始终小 于直接顶或老顶初次垮落步距；之后在切顶排单体液压支柱1的后方面对采空区架设依托于 单体液压支柱1的挡板2，架设的挡板2高度为工作面采高的60％～80％。再依附于挡板2 从上往下铺设延伸至底板及工作面两巷的柔性隔水布3，使其形成一个隔离采空区5，所铺设 的柔性隔水布3的材料为防水、抗静电、阻燃的风筒布。之后，在柔性隔水布3延伸至底板 及工作面两巷部位堆积固体物4压实接合面，以防止隔离采空区5浆液渗漏，图2所示。在 轨道巷9内安放配套的注浆设备7，通过与注浆设备7相连的注浆管向隔离采空区5充填高 水材料，当高水材料的充填高度达到挡板2的高度时，停止充填；待高水材料凝固形成充填 体6后，拆除挡板2和单体液压支柱1，完成一次充填；随着采煤工作面的推进，重复上述 步骤完成一次又一次的充填，形成一个又一个充填体6，图3所示。当采煤工作面开采完毕 后，拆除工作面的所有设备，然后在运输巷8和轨道巷9构筑封闭墙10，进行最后的接顶充 填，将采空区未充填部分充满，完成整个采空区的充填作业，如图4所示。选用ZKD型号由 A、B两种材料构成的高水材料，其中：水体积占85％以上，A料由铝土矿、石膏、矿化剂 按58∶35∶7的比例烧制而成；B料由石灰、石膏、矿化剂按55∶40∶5的比例混磨而成。