[发明专利]一种尾矿充填辅助接顶装置及其施工方法

说明书

本发明公开了一种尾矿充填辅助接顶装置及其施工方法，所述装置包括弹性膜袋、充填管道和压力控制装置，所述充填管道的一端与弹性膜袋连接，另一端与压力控制装置连接。本发明通过弹性膜袋弥补尾矿胶结体凝结过程中出现的缩顶空隙，对采空区顶板有均匀的顶托作用，提高接顶质量，有效的防止采空区塌陷；尾矿胶结体水化过程中，使顶板始终保持受力状态，维持地压稳定，保证周围矿体正常生产，提高回采率；充分利用尾矿料，经济环保，减少废物堆积，排除地质隐患。本发明结构简单，施工便利，效果明显，节约成本，实用性强，应用前景广泛。

技术领域

本发明涉及一种尾矿充填辅助接顶装置及其施工方法，属于采矿工程技术领域。

背景技术

近年来，随着地下开采活动的进行，形成了大量的采空区和尾矿堆积，已成为矿山的两大危险源。采空区的存在时刻威胁着矿洞的围岩稳定，难以提高矿石的回采率，造成大量的经济浪费。而尾矿库的溃坝事件近年来在世界各地时有发生，不仅威胁人民生命财产的安全，还会造成环境大面积的污染和生态的严重破坏。

使用尾矿胶结体充填处理采空区，不仅可以降低充填成本，还可以处理尾矿堆积。但是由于尾矿充填体具有含水量大、流动性高、收缩性大、水化硬化慢等特点，充填接顶过程中往往会发生尾矿胶结体凝结收缩，导致尾矿胶结体与顶板分离，无法对顶板产生支撑作用力，不仅影响周围矿体的正常生产，还易造成落顶、塌陷等灾害。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种尾矿充填辅助接顶装置及其施工方法，既能简化接顶工艺，保证接顶质量；又能防止采空区塌陷，保证周围矿体正常生产，提高回采率。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

一种尾矿充填辅助接顶装置，包括弹性膜袋、充填管道和压力控制装置，所述充填管道的一端与弹性膜袋连接，另一端与压力控制装置连接。

本发明所述充填管道与弹性膜袋通过法兰密封连接。

本发明所述弹性膜袋包括黏结的外层和内层，所述外层为弹性尼龙层，既可以防止顶板上的尖锐碎石刺破弹性膜袋，又可以有效的传递袋内液体压力，使弹性膜袋与顶板紧密贴合，保持接顶状态；内层为弹性橡胶层，可以使用天然橡胶、异戊橡胶或顺丁橡胶，一般选用高弹复合橡胶，保证弹性膜袋的密封性，使弹性膜袋可以承受高压，。

本发明所述充填管道可以为过公用压力管道，内径为100～200mm，不仅可以输送加压液体和尾矿胶结体，还可以承受充填管道内部的压力。

本发明所述压力控制装置可以使用液压泵或增压式泥浆泵，通过其压力调节阀控制压力。

上述尾矿充填辅助接顶装置的施工方法，主要包括以下步骤：

(1)对采空区进行探测，得到采空区内部边界和体积，根据该边界和体积，确定尾矿胶结体方量，选择尺寸、形状合适的弹性膜袋；

(2)向采空区内充填部分尾矿胶结体；

(3)将弹性膜袋置于尾矿胶结体上，通过充填管道向弹性膜袋内充填液体加压，使弹性膜袋顶住采空区顶板；一般是向弹性膜袋内充水；

(4)通过压力控制装置维持弹性膜袋内液压恒定，以弥补尾矿胶结体凝结过程中出现的缩顶空隙，保证弹性膜袋的接顶状态；

(5)当尾矿胶结体达到凝结强度后，抽走弹性膜袋内液体；

(6)由充填管道向弹性膜袋中充填尾矿胶结体，并维持恒定压力，待弹性膜袋内尾矿胶结体凝结并具有一定强度后，卸除压力控制装置，回填结束。