[发明专利]一种人工假顶的构筑方法

说明书

人工假顶的构筑方法，将采场底板清底形成内高外低的地形后，在采场中部及距离两帮约20mm处下挖水沟三条,在水沟中放置透水管，按照采场尺寸切割FRP格栅，使其与与采场边界的距离得以控制，FRP格栅分四层铺设，用铁丝将透水管与其相连，每层交错布设，形成底部骨架，利用砂基渗水砖分别构建内渗水挡墙与外渗水墙，在内渗水挡墙与外渗水墙上部埋设充填管，在内渗水挡墙与外渗水墙之间浇筑改性渗水混凝土，构成透水充填挡墙和垂向脱水通道，向充填料浆加入水凝性聚合物M1，形成一定孔隙的透水充填体，以利充填体脱水与增强将充填管与矿山井下充填系统连接直至向空区充填到形成透水充填体即整体人工假顶，具有能假顶的稳定性及承载力好、自重变形和劳动强度及成本低，安全风险低，充填体的稳定性和质量高，充填体排水畅等优点。

技术领域

本发明涉及矿山安全技术领域，尤其涉及一种人工假顶的构筑方法。

背景技术

在复杂破碎矿体开采过程中，人工假顶是保障下层矿体安全开采的基础条件，也是提高矿石回收率的保障，因此人工假顶的质量直接决定了矿山安全及其经济效益。目前人工假顶的构筑方法多是采用底层铺设钢筋网，然后浇筑高浓度的充填料浆，从而形成人工假顶。在实践过程中发现此种方法以下几方面缺点：第一，由于井下作业条件受限，钢筋网易与底板岩体接触，导致漏筋现象，影响质量；第二，采场岩体质量差，而钢筋网的焊接与捆扎需要工人长时间暴露在采空区，安全风险高，且作业强度大；第三，充填体多为大体积高浓度尾砂浆，实践中多无法有效脱水，直接影响人工假顶的质量。

为解决上述问题，中国专利CN112943307A公开了“一种地下矿山浅孔留矿法矿房钢筋混凝土人工假顶”，其由钢纵梁，钢横梁，间板组合连接构成，中间采用钢筋连接，之后浇筑混凝土，缺点是劳动强度大，空区暴露作业时间长，安全风险高，作业难度大，费用高；中国专利CN111878117A公开了“一种下向进路充填法人工假顶设施及构筑方法”，其是在进路底部铺设钢筋、铁丝网并喷射混凝土，构筑高强度胶面层；崩落两帮围岩，在两帮施工锚杆，吊筋连接底部钢筋网，形成斜拉承载结构；浇筑充填料浆覆盖崩落块石，高频振捣形成高强度块石尾砂胶结充填体，缺点是钢筋易暴露影响质量，同时需要人员在空区施工锚杆，绑紧及后续振捣工作，质量难以控制，人员暴露时间长，安全风险高；中国专利CN102606159A公开了“一种中厚急倾斜破碎矿体框架式人工假顶下向分段胶结充填法”，其同样采用高强度钢筋混凝土人工假顶，缺点也为作业风险高、施工周期长、费用高，且上述专利均旨在解决厚大充填体的脱水难题。

为此研发一种能低成本高效脱水的人工假顶的构筑方法具有十分重要意义。

发明内容

本发明的任务是为了克服现有技术的不足，提供一种人工假顶的构筑方法，它既能快速高效地构筑人工假顶，又极大地降低构筑成本。

本发明的任务是通过以下技术方案来完成的：

一种人工假顶的构筑方法，首先将采场底板清底形成内高外低的地形后，在采场中部及距离两帮约20mm处分别下挖坡度约3～5‰的40mm×40mm的水沟三条,在水沟中放置透水管，其次按照采场尺寸切割FRP格栅，使其与与采场边界的距离控制在20～50mm，FRP格栅分四层铺设，其中在铺设第一层后，用铁丝将透水管与其相连，每层交错布设，形成底部骨架，以提高整体的抗压强度，再次利用砂基渗水砖分别构建内渗水挡墙与外渗水墙，在内渗水挡墙与外渗水墙上部伸入采场1/4～1/3处埋设充填管，接着在内渗水挡墙与外渗水墙之间浇筑透水性≥0.5×10^-2cm/s改性渗水混凝土，共同构成透水充填挡墙，形成垂向脱水通道，最后向70～75％浓度充填料浆按骨料重量比6％加入水凝性聚合物M1，搅拌2min，形成有一定孔隙的透水充填体，以利充填体脱水与增强将充填管与矿山井下充填系统连接，直至向空区充填到结顶，形成透水充填体即整体人工假顶，能保护下层矿体的安全回采与提升回采率。

本发明与现有技术相比，具有以下优点或效果：