[发明专利]用于封堵待充填空区采矿巷道的尾砂充填挡墙及构筑方法

说明书

本发明公开了一种用于封堵待充填空区采矿巷道的尾砂充填挡墙及构筑方法，包括充填管、设置在填充区内外侧之间的围堰支架、操作平台、人行爬梯和若干充填袋，围堰支架包括至少两排沿巷道截面布置的钢骨架和垂直连接于钢骨架间的水平纵杆，充填管穿过填充区顶部与充填袋连通，操作平台和人行爬梯依次连通的架设在紧邻填充区内侧布置的第二排钢骨架外，充填袋由下至上的逐层叠砌在紧邻填充区内侧布置的两钢骨架之间的水平纵杆上，在填充区内侧填充有空区胶结充填体，充填袋与空区胶结充填体同层交替布置。本发明具有安全性好、构筑效率高、劳动强度小，封闭效果好，成本低，成型快速的特点。

技术领域

本发明涉及地下采矿技术领域，具体涉及一种用于封堵待充填空区采矿巷道的尾砂充填挡墙及构筑方法。

背景技术

充填采矿法是在矿房或矿块中，随着回采工作面的推进，向采空区送入充填材料，以进行地压管理、控制围岩崩落和地表移动，并在形成的充填体上或在其保护下进行矿块回采的采矿方法。充填法的优点是适应性强，矿石回采率高，贫化率低，作业安全，能有效保护地表沉陷，是深部开采时控制地压的有效措施。目前充填采矿法在金属非金属矿山中使用的越来越广泛。随着采矿技术与装备的革新，矿山开采已朝着智能化、规模化、集约化方向发展。国内外矿山普遍采用较大的采场结构参数，如阶段空场嗣后充填采矿法，矿山阶段高度可达到120m以上，开采后形成的采空区规模较大；再者，为了提高生产效率，地下矿山多采用大型化的采矿装备进行开采，井下铲运机斗容已达到10m3以上，为了满足机械设备的运行和安全要求，巷道断面要求极大，这都给空区封堵与充填带来了极大困难。

充填挡墙是充填采矿法中必不可少的一个工艺环节，其作用是在待充填采场空区底部入口的巷道中构筑密闭墙以封闭采空区，以防止空区充填料浆漏浆、跑浆等问题。尾砂充填挡墙的安全可靠性对井下工作人员、设备及正常生产是极其重要的安全保障。目前国内外充填挡墙的构筑主要包括：砌碹挡墙、料石挡墙、素混凝土挡墙及钢筋混凝土挡墙。素混凝土挡墙及钢筋混凝土挡墙可以应用于大断面巷道挡墙的构筑。

经过长期的工程实践证明，现有的充填挡墙往往存在以下缺点：

(1)砌碹挡墙和料石挡墙都是先采用空心砖等材料砌筑，再在挡墙外表面喷浆加固，砌筑一个小断面充填挡墙一般需要8-36h，养护周期一般要求3d以上，构筑成本约为0.4-1.0万元；该方式存在施工效率低、劳动强度大、作业周期长、挡墙不牢固的弊端，挡墙垮塌及跑浆事故屡屡发生，严重者会导致井下设备报废及人员伤亡，且不能满足大断面巷道安全需求，因此基本只适用于小断面巷道封堵使用。

(2)素混凝土挡墙是由不配钢筋的混凝土直接填充而成，因为没有钢筋支撑固结作用，素混凝土挡土墙都只能用于高度较小的重力式挡土墙，不能满足大断面巷道安全需求，只适用于小断面巷道使用。

(3)钢筋混凝土挡墙是先用钢网、麻袋布、钢筋及模板等在挡墙设计的位置绑扎一个充填挡墙框架，将其固定在巷道顶底板及两帮预留的锚杆上。这种挡墙施工要求模板有足够的强度、刚度和稳定性，能承受新混凝土的重力侧压力及施工中可能产生的各项载荷，且模板接缝不得漏浆。浇筑混凝土后需要利用振动棒充分振捣，以保证混凝土密实，无蜂窝麻面，同时，为保证混凝土的完整性，需要对整个挡墙混凝土同时浇筑，避免因不同充填时间下料浆凝结出现的时差缝隙，保证封堵效果，使上下形成一整体端面，这对于大断面巷道施工难度大、施工时间长、施工成本高，且只有等挡墙中的料浆完全凝结固化后才能对充填区内侧进行尾砂充填，致使空区尾砂充填的时间无法进一步缩短，影响采矿工程的整体进度。该方式存在施工工艺复杂，造价成本高的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种施工方便、灵活，施工时间短，结构稳定的用于封堵待充填空区采矿巷道的尾砂充填挡墙及构筑方法。