[发明专利]一种浆体压浸式充填工艺

说明书

本发明提供一种浆体压浸式充填工艺，废石充填前先在空区一端砌筑挡墙，将废石自空区另一端进入，在废石上面埋设多根注浆管，然后再在注浆管上充填废石，每充填1.5‑2.5m厚废石预埋一层注浆管；废石充填与预埋注浆管同步交替进行；将浆体经充填泵加压，经注浆管压入至已预先充填好的废石充填体中，并让浆液均匀浸润、填充整个废石充填体的孔隙，由下自上依次逐渐注浆，待溢浆观测孔出浆时停止注浆；等待浆体凝固与废石胶结成整体，即可完成浆体压浸式充填。将胶结材料制备成浆液后，利用输送泵通过预埋的注浆管道将浆液压入至采空区已预先充填好的废石充填体中，并让浆液均匀浸润、填充整个废石充填体的孔隙，待浆液凝固后即达到胶结充填的目的。

技术领域

本发明涉及充填采矿方法，特别涉及开采“三下”矿产资源的胶结充填采矿方法。

背景技术

目前国内研究最多的胶结充填技术就是膏体泵送胶结充填技术，即一定粒度（一般小于6mm）的骨料与胶结料（水泥）、水等按一定比例搅拌，经充填泵加压后由管道输送至采空区进行充填，但该充填方式存在充填成本高、易堵管等缺陷。同时也有部分企业在研究块石胶结充填，目前采用的工艺路线主要是：块石与水泥、水等按一定比例在井下用装载机等设备搅拌后运送至空区充填的胶结充填方式，该充填方式存在水泥粉尘多、粉尘在井下暴露时间长、易引发职业病，且充填料需多次转运，劳动强度大、成本高，效率低。

发明内容

本发明的目的是为降低充填成本、充填故障率和劳动强度、提高充填效率，同时减少矿井内硅质粉尘，避免职业病的发生。

本发明的目的是这样实现的：通过先将废石充填至空区，再用充填泵将制备好的水泥浆压入废石充填体中，并让浆液均匀浸润、填充整个废石充填体的孔隙，以达到胶结充填的目的。该充填方式是将水泥制备成浆液后输送至井下，不会在井下产生硅质粉尘；块石不需破碎可直接充填至空区，成本低；胶结材料和骨料分开输送、充填，不会产生离析堵管；单次连续充填量大、工序简单，劳动强度低，充填效率高。具体发明内容如下：

一种浆体压浸式充填工艺，包括如下步骤：

（1）废石充填：废石充填前先在空区一端砌筑挡墙，将废石自空区另一端进入，在废石上面埋设多根注浆管，然后再在注浆管上充填废石，每充填1.5-2.5m厚废石预埋一层注浆管；废石充填与预埋注浆管同步交替进行；

（2）浆体压浸：将浆体经充填泵加压（压力为5-6MPa），经注浆管压入至已预先充填好的废石充填体中，并让浆液均匀浸润、填充整个废石充填体的孔隙，由下自上依次逐渐注浆，待溢浆观测孔出浆时停止注浆；等待浆体凝固与废石胶结成整体，即可完成浆体压浸式充填。

所述的注浆管上每隔0.8-1.2米设置一对溢浆孔，注浆管上的溢浆孔呈90度交替布置。

所述的浆体为水泥、水、磷石膏、聚氧乙烯醚、十二胺按照质量比1:1-2:0.05-0.15:0.0008-0.002:0.0008-0.002混合后搅拌制备成浆体。

进一步优选方式为浆体为水泥、水、磷石膏、聚氧乙烯醚、十二胺按照质量比1:1:0.1:0.001:0.001混合后搅拌制备成浆体。所述的水泥、磷石膏、聚氧乙烯醚的粒径小于10μm。

采用本发明的技术方案磷石膏遇水进行反应，在表面活性剂的条件下，磷石膏表面活性增强，迅速膨胀，与水泥凝结，形成胶体结构。

本发明的另一技术方案为所述的步骤（2）中的浆体还可以为粉煤灰、含水量为60%以上的底泥、碳酸钠、水玻璃的混合物，其中粉煤灰、含水量为60%以上的底泥、碳酸钠、水玻璃的质量比为1：2-3：0.005-0.01：0.005-0.01。

进一步优选为所述的浆体还可以为粉煤灰、含水量为60%以上的底泥、碳酸钠、水玻璃的混合物，其中粉煤灰、含水量为60%以上的底泥、碳酸钠、水玻璃的质量比为1：3：0.008：0.007。所述的粉煤灰、碳酸钠、水玻璃、底泥的粒径小于10μm。