一种用于矿山井下尾砂胶结充填挡墙装置

摘要

一种用于矿山井下尾砂胶结充填挡墙装置，包括巷道、墙体，数条脱水管；墙体将巷道分隔成采场内、采场外；墙体包括滤布、按照上下层排列设置的数层石笼网箱与若干个挡墙横木；石笼网箱内装满采掘废石，下层石笼网箱下面设有混凝土地基，混凝土地基内设置数条脱水管，脱水管的出水端口位于采场外、进水端口位于采场内，滤布敷设于位于采场内的数层石笼网箱的外表面；若干个挡墙横木按照上下层排列固设在采场外的数层石笼网箱外面，墙体两侧及墙体顶部与巷道壁之间通过混凝土层封堵密封。本发明具有墙体受力性能佳，挡浆效果好，滤水效果好，架设速度快，构筑简单，施工简便，成本低等特点；本发明充填初期脱水能力是砼封闭墙的7～10倍。

说明书

技术领域

本发明属于矿山井下采空区空场充填技术领域，具体地说涉及一种用于矿山井下尾砂胶结充填挡墙装置。 

背景技术

充填法能够适用于各种复杂多变的矿体赋存条件，最大限度提高矿石回收率和降低采矿贫化、有效控制地压活动和确保采矿生产安全，保护地表不遭破坏同时维持既有的生态环境。随着地表浅部矿产资源的日益枯竭，矿山开采深度不断增大，充填法在矿山开采中所占的比例会越来越大。

在矿山井下充填采矿工序中，设置隔离挡墙是采空区充填前必须完成的一项重要工作。构筑充填挡墙的作用主要有以下两个方面：首先是密闭隔离作用，使整个充填采场与外界所有巷道隔开，以防止充填料外溢影响井下环境；其次是滤水作用，挡墙滤水效果好坏，直接影响到充填体的质量、回采作业的安全、回采的循环时间等诸多方面。

现阶段，国内大部分矿山均采用工程类比法和经验公式计算法来构筑挡墙，且挡墙的形式普遍采用木质挡墙、混凝土挡墙、砖挡墙以及钢筋柔性挡墙。木质挡墙强度较小，容易倒塌，引起砂浆流失。混凝土挡墙的成本高，养护周期长。砖挡墙的运输量大，劳动强度高。钢筋柔性挡墙的构筑工艺复杂，且质量难以保证。这些因素极大地影响了以上种类挡墙的构筑速度与质量，使其应用受到限制。 

发明内容

本发明的目的就是提供一种构筑简单，受力性能好，安全性高，挡浆和初期透水能力好的用于矿山井下尾砂胶结充填挡墙装置。

为了实现所述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于矿山井下尾砂胶结充填挡墙装置，包括巷道、墙体，其特征在于：还包括数条脱水管；墙体将巷道分隔成采场内、采场外；墙体包括滤布、按照上下层排列设置的数层石笼网箱与若干个挡墙横木；石笼网箱内装满采掘废石，下层石笼网箱下面设有混凝土地基，混凝土地基内设置数条脱水管，脱水管的出水端口位于采场外、进水端口位于采场内，滤布敷设于位于采场内的数层石笼网箱的外表面；若干个挡墙横木按照上下层排列固设在采场外的数层石笼网箱外面，墙体两侧及墙体顶部与巷道壁之间通过混凝土层封堵密封。

巷道左右两侧设有横木壁窝，横木两端安装在横木壁窝内。

石笼网箱由金属线材编织的六角形网孔的金属箱壁制成，石笼网箱规格为长×宽×高=L×1m×1m；其中L为巷道宽度，L<4m。

滤布为土工布， 挡墙横木为直径大于200mm的针叶木材，在采场充填体养护结束后可将横木回收再利用。

本发明提供了一种采空区内对空场进行高浓度、高质量的充填料浆充填时使用的充填挡墙装置。本发明既保证了充填采场的密闭性又保证了充填体的整体性和强度，具有墙体受力性能佳，挡浆效果好，滤水效果好，架设速度快，构筑简单，施工简便，成本低成本低等特点；一个作业班可架二道挡墙，充填体自立后能方便快捷的拆除挡墙横木将其再次利用。本发明充填挡墙装置充填初期脱水能力是砼封闭墙的7～10 倍，消除了现有的砼封闭墙等由于脱水速度慢，造成人工底柱充填体强度下降，直接影响矿柱和下中段矿房的回采进度等缺陷。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图， 

图2 为图1与墙体的关系示意图。

图中：1—墙体，2—滤布，3—石笼网箱，301—底层石笼网箱，302—上层石笼网箱，4—挡墙横木，5—混凝土层，6—混凝土地基，7—采场外，8—采场内，9—脱水管。

具体实施方式

如图1所示：一种用于矿山井下尾砂胶结充填挡墙装置，包括巷道、墙体1，还包括三至五条脱水管9（图1中所示为三条）；墙体1将巷道分隔成采场内8、采场外7；墙体1包括滤布2、按照上下层排列设置的数层石笼网箱3与若干个挡墙横木4；石笼网箱3内装满采掘废石，采掘废石粒径为100～200mm；下层石笼网箱3下面设有混凝土地基6，混凝土地基6内设置数条脱水管9，脱水管9的出水端口位于采场外7、进水端口位于采场内8，滤布2敷设于位于采场内8的数层石笼网箱3的外表面；若干个挡墙横木4按照上下层排列固设在采场外7的数层石笼网箱3外面，墙体两侧及墙体顶部与巷道壁之间通过混凝土层5封堵密封。混凝土层5为喷涂的快硬水泥砂浆，喷浆厚度一般为50～100mm。石笼网箱3之间用金属丝进行捆绑固定。

巷道左右两侧设有横木壁窝，挡墙横木4两端安装在横木壁窝内。挡墙横木4作为石笼网箱3的侧面支撑。三至五条脱水管进行采场脱水，挡墙的混凝土地基6将脱水管给与固定。 

石笼网箱3由金属线材编织的六角形网孔的金属箱壁制成，石笼网箱规格为长×宽×高=L×1m×1m；其中L为巷道宽度，L<4m。六角形网孔规格为60mm×80mm。

挡墙横木4为直径大于200mm的针叶木材，在采场充填体养护结束后可将横木回收再利用。滤布2为土工布，滤布2下端敷设在混凝土基础与底层石笼网箱301之间，滤布2上端敷设在上层石笼网箱302的下面。位于采场外侧、上层石笼网箱302的外表面喷涂有50～100mm厚的快硬水泥砂浆层。

本发明的施工程序大致如下：

A、在将要筑墙的巷道两侧凿好横木壁窝，以备挡墙砌筑完成后安设挡墙横木4。

B、将墙基清理干净，用C₁₅混凝土砂浆砌筑宽1000mm，高200mm的基础，并将脱水管9分别安装在混凝土地基6内，脱水管固定及墙基养护12h后方可进行以后的工程。

C、在混凝土基础上砌筑石笼网箱3前将预先准备好的滤布2底端埋设在混凝土基础上，然后再在其上将装有采掘废石的石笼网箱上、下层交错砌筑。

D、当石笼网箱挡墙高度较高时，可将空石笼网箱先行架设在挡墙上后由金属丝将其固定，然后将粒径为100～200mm的采掘废石倒入箱内整平，再将箱盖安装，其后的箱体均可按此方法施工；当石笼网箱挡墙高度距离巷道顶部≤1000mm时，将滤布从采场内部一侧拉至采场外侧，其后再在铺平的滤布上安装石笼网箱，将根据巷道形状制作的空石笼网箱架设在挡墙上后由金属丝将其固定，然后将粒径为100～200mm的采掘废石倒入箱内整平，再将箱盖安装，当最上层的石笼网箱施工至距离巷道顶端≤200mm时，直接将废石堆砌至巷道顶部，然后在铺平滤布以上的石笼网箱外表及顶部废石表面喷50～100mm厚的快硬水泥砂浆，构成混凝土层5。

E、石笼网箱和巷道顶部的空隙采用C₂₅混凝土将其封堵，以防浆体泄露。

F 、挡墙体和巷道周边交界处喷涂快硬水泥砂浆构成混凝土层5，喷浆厚度一般为50 ～100mm，以防止挡墙周边空隙漏浆，同时也起固定尼龙滤布2 的作用。

G、墙体砌筑完成以后将准备好的横木安装在预先钻凿好的梁窝内。

上序工作完成后，待喷射混凝土养护结束后即可进行采场内的充填；整个采场充填完毕一个月以后，挡墙所用的横木材料可以回收再利用。