[发明专利]一种采空区煤矸石支护性实体充填方法

说明书

本发明讲述了一种采空区煤矸石密实、接顶、网格化、支护性实体充填法。具体为将高强度煤矸石混凝土充填材料与纯矸石无强度充填材料，通过控制系统调配，采用两种材料交叉喷射作业的方式，使采空区形成高强度网格状支护体系与无强度网格内充填相结合的网状结构状态。本发明的有益效果：可取消矸石山；减少或取消顶底板破坏，减少顶底板水的涌出；减少瓦斯涌出；保证两巷留巷效果，降低留巷费用，实现无煤柱开采，提高煤炭资源回收率，减少巷道掘进量，缓解采掘接续紧张；大大减小或取消采空区顶底板移近量，减小顶底板压力，为下分层开采创造良好条件；有效阻止采空区内的空气流通，避免煤矸石自燃和遗煤自燃现象发生；为企业带来巨大经济效益。

技术领域

本发明属于矿山采空区充填技术领域，具体涉及一种采空区煤矸石密实、接顶、网格化、支护性实体充填法。

背景技术

采空区煤矸石充填是一项资金投入量很大的采煤附属工程，如何能把该项投入换取更大的经济效益，是本发明的重点之一。

采空区煤矸石充填的目的，其一是为了取消矸石山，即取消环境污染带来的经济负担，取消矸石山治理费用，取消矸石山占地购置费用；其二是为了取消地面下沉和塌陷问题，取消赔偿费用；其三是为了减少顶底板水的涌出，降低排水费用；其四是为了减少瓦斯涌出，确保安全生产；其五是为了保证两巷留巷效果，减小或取消顶底板移近，消除采空区顶板垮塌，降低留巷费用。

要想达到这些目的，那就必须将充填质量达到与原有煤层对顶板支撑相同或相差不大的效果，然后才能用降低和取消的这些费用总和来冲减采空区充填费用，得到利大于弊的结果。这样的采空区煤矸石充填才是成功的。

目前，针对采空区煤矸石充填的方法有很多种，各地都在根据各自具体的情况和特点，因地制宜地进行采纳和应用。比如：有泵送膏体充填法、机械输送原生矸石充填法、泵送塑性流动稠料充填法和采空区内采岩充填法等充填方法。但是，这些方法都有一个共同的特点，那就是充填后材料的压实系数和压实空间较大。因此其充填后所带来的经济价值不大。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于，提供一种采空区煤矸石密实、接顶、网格化、支护性全方位实体充填与安全生产、经济效益相结合的方法，使投入与效益融为一体、相依并存，实现两全其美的最佳效果，实现以矸换煤，采空区超前支护，用煤矸石替代原有煤层对顶板支撑的良性循环状态。

为了达到上述发明目的，进而采取的技术方案如下：

一种采空区煤矸石支护性实体充填方法，为充分利用废弃煤矸石对采空区进行密实、接顶、网格化、支护性实体喷射充填，实现采空区煤矸石充填全方位实体化。

其中，在充填过程中，将高强度煤矸石混凝土充填材料与纯矸石无强度充填材料，通过控制系统调配，采用两种材料交叉喷射作业的方式，使采空区形成高强度网格状支护体系与无强度网格内充填相结合的网状结构状态，形成网格状抗压结构支撑体系，完成对采空区密实、接顶、网格化、支护性全方位实体充填。

其中，所述网格状抗压结构支撑体系包括纵横交错的高强度密实接顶连续支护性充填实体墙构成的支护网格及其支护网格内部包围区的纯煤矸石无强度密实接顶吸附性充填实体，所述高强度密实接顶连续支护性充填实体墙包括横向高强度密实接顶支护性实体墙和纵向高强度密实接顶连续支护性充填实体墙；

其中，所述高强度煤矸石混凝土充填材料为将煤矸石粉料与A、B料的混合浆料混合，形成的干硬性煤矸石混凝土充填材料；所述A料为调和剂，所述B料为凝固剂。

其中所述纯矸石无强度充填材料将煤矸石粉料与水混合形成的干硬性矸石泥充填材料。

其中，所述纯矸石无强度充填材料的含水率为13％～17％。

其中，所述A料与B料的配比为1：1；所述A、B料的混合浆料与煤矸石粉料的配比为1：10。