專利名稱：一種人工礦柱的構(gòu)筑方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于礦山開采領(lǐng)域，涉及一種人工礦柱的構(gòu)筑方法。
技術(shù)背景在金屬礦床充填開采過程中，常用的充填方法有水力充填(全尾砂，尾 砂+水泥)、干式充填(廢石)，應(yīng)用這些方法都必須設(shè)計繁雜的充填系統(tǒng)。該 系統(tǒng)投資大，工期長，充填設(shè)施的維護困難，充填過程中還存在"難接頂"、 "充填效率低"、"充填體強度不夠"等問題。同時因充填系統(tǒng)的相對固定， 增加了許多輔助的充填井、充填孔、濾水井以及充填管路等，給系統(tǒng)的維護 帶來了困難。另外，傳統(tǒng)的礦柱構(gòu)筑方法還存在耗水量大的缺點，不適合在 缺水地區(qū)的礦山應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種人工礦柱的構(gòu)筑方法，該方法 具有耗水量小、易于實施等優(yōu)點。本發(fā)明的目的是使礦柱穩(wěn)定性更好、支承效果好、設(shè)備移動方便、效率 高、工程量少、造價低，從而更加適于實用。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種人工礦柱的構(gòu)筑方法，其特征在于用縱向鋼管和橫向鋼管在采空 區(qū)內(nèi)架設(shè)鋼管骨架，在采空區(qū)內(nèi)設(shè)置注漿管，用輸漿管連接注漿管和注漿泵， 由注漿泵通過輸漿管和注漿管向采空區(qū)泵入漿液。部分或全部所述的縱向鋼管和/或橫向鋼管上開有注漿孔，兼作注漿管。所述的注漿管(部分或全部獨 立的注漿管，非兼做注漿管的鋼管)設(shè)置在縱向鋼管外部或內(nèi)部。所述鋼管骨架由縱向鋼管和橫向鋼管通過腳手架搭接而成。在注漿泵向采空區(qū)泵入漿液前，先往采空區(qū)直接填入廢石。作為改進，在注漿初期采用稠漿(水灰比為0.5:1 0.8:1的漿液)灌注， 當(dāng)廢石間空隙逐漸被充填而變小后，再采用較稀漿液(水灰比為1.5:1 1:1 的漿液)，并加大注漿壓力進行注漿。所述的縱向鋼管的間距范圍是2.50m-10.0m，橫向鋼管的間距范圍是 2.50m 10.0m。所述的注漿泵的注漿壓力在范圍O.(KlO.OMPa內(nèi)可調(diào)。作為改進，所述的注漿泵為可移動的注漿設(shè)備。所述的注漿泵為多臺， 通過多條輸漿管與多根注漿管連接。本發(fā)明的有益效果有與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將單一的用混凝土構(gòu)筑人工礦柱的方法引入了 鋼管骨架和注漿技術(shù)，充分挖掘了鋼管骨架的承載力性能，使礦柱的承載力 值大幅度提高，穩(wěn)定性更好。該構(gòu)筑人工礦柱的方法徹底打破充填系統(tǒng)相對 固定而靈活性差、維護困難的瓶頸。本發(fā)明提出的方法設(shè)計合理、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、構(gòu)思巧妙、技術(shù)先進、質(zhì) 量可靠，與傳統(tǒng)的構(gòu)造人工礦柱的方法相比，主要具有以下的一些優(yōu)點1."多泵連注"、"多管連注"、"分層間注"(當(dāng)分段高度較高，人工礦柱 尺寸較大時，可以分層采用間歇式注漿處理。)，可解決注漿效率低的問題；2. 由縱向鋼管和橫向鋼管組成的鋼管骨架，腳手架管包含在充填體中，可 解決礦山充填技術(shù)中"難接頂"問題(目前采用的水力充填(全尾砂，尾砂+ 水泥)在濾水井濾水，充填體失水固結(jié)過程中，產(chǎn)生"鍋底形"或"凹面"， 充填體與圍巖接觸部不緊密，存在空隙)，大大提高人工礦柱的穩(wěn)定性；3. 耗水量少，可滿足西部缺水地區(qū)礦山開采的需要；因大部分采空區(qū)用廢 石充填，漿液只需填充廢石的空隙，還可盡量提高漿液的濃度，減少用水的 比例。4. 工程量少、造價低，特別適合中小礦山采用；5. 工藝簡單、操作方便、施工進度快。圖2是沿圖1中A—A線剖視圖； 圖3是注漿設(shè)備連接關(guān)系示意圖； 圖4是兼作注漿管的縱、橫向鋼管結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是沿圖4中B—B線剖視圖；圖6是只作為鋼管骨架的縱向鋼管(方式一外附注漿管；方式二內(nèi)附注漿管)。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。 實施例1:圖1，圖2，圖3是本發(fā)明的示意圖。圖1中5為廢石,所在區(qū)域為廢石充


填的采空區(qū)；中間斜線部分為礦體；礦體左側(cè)為未進行廢石充填的采空區(qū)(中 間只布設(shè)了鋼管骨架)。首先在采空區(qū)內(nèi)充入20cm厚的廢石作為墊層，然后依據(jù)人工礦柱強度要 求、所選漿液濃度、漿液擴散半徑等確定縱向鋼管1之間的間距，橫向鋼管2 之間的間距，以及縱向鋼管1和橫向鋼管2的數(shù)目。(在-^般情況下，縱向管 的間距范圍是2.50m-10.0m，橫向管的間距范圍是2.50m-10.0m)將縱向鋼管 1和橫向鋼管2用腳手架4搭接，形成鋼管骨架。部分縱向鋼管1兼作注漿管, 上面開有注漿孔7,可以通過注漿壓力的大小來確定注漿孔7的數(shù)量和半徑。 將注漿管3與輸漿膠管8 (輸漿管)連接，輸漿膠管8與注漿泵6連接。礦柱 采出后，將掘進產(chǎn)生的廢石5通過鏟運機或帶式輸送機直接充入采空區(qū)。然后通過注漿泵6將水泥漿液10由輸漿膠管8輸入縱向鋼管1和注漿管 3，通過觀察壓力表9來控制注漿泵6的壓力。壓力范圍O.O-lO.OMPa。注漿 完畢后可將相關(guān)的設(shè)備和管道移至新的充填部位。通過注漿泵向開有注漿孔的鋼管和注漿管內(nèi)泵送水泥漿液。在進行注漿 時，漿液由注漿泵輸入到輸漿膠管和開有注漿孔的鋼管。多個垂直的鋼管組 成多點注漿，擴散形成一個注漿條帶，由于有鋼管骨架的連接作用和支撐作 用，可以使這個鋼管骨架和廢石注漿膠結(jié)充填體的穩(wěn)定性大大提高，起到構(gòu) 筑人工礦柱的目的。在廢石松散體中注漿，因為空隙較大，為了控制漿液的 擴散距離，在注漿初期采用稠漿灌注，當(dāng)空隙逐漸被充填而變小后，再采用 較稀漿液，使?jié){液能滲入到更遠的區(qū)域，并加大注漿壓力進行注漿，以利用 高壓注漿的劈裂作用使人工礦柱更加密實，穩(wěn)定性更加理想。但是，在本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，只要具備基本知識，就可以對本發(fā)明的 實施方式進行改進。在本發(fā)明中對實質(zhì)性技術(shù)方案提出了專利保護申請，其保護范圍應(yīng)包括具有上述技術(shù)特征的一切變化方式。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已。并非對本發(fā)明作任何形式上 的限制。雖然本發(fā)明己以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明， 任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上 述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容做出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例， 但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例 所作的任何簡單修改，等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種人工礦柱的構(gòu)筑方法，其特征在于用縱向鋼管和橫向鋼管在采空區(qū)內(nèi)架設(shè)鋼管骨架，在采空區(qū)內(nèi)設(shè)置注漿管，用輸漿管連接注漿管和注漿泵，由注漿泵通過輸漿管和注漿管向采空區(qū)泵入漿液。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種人工礦柱的構(gòu)筑方法，其特征在于部分或全部 所述的縱向鋼管和/或橫向鋼管上開有注漿孔，兼作注漿管。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種人工礦柱的構(gòu)筑方法，其特征在于所述的注漿 管設(shè)置在縱向鋼管外部或內(nèi)部。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種人工礦柱的構(gòu)筑方法，其特征在于，所述鋼管骨 架由縱向鋼管和橫向鋼管通過腳手架搭接而成。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種人工礦柱的構(gòu)筑方法，其特征在于在注漿泵向 采空區(qū)泵入漿液前，先往采空區(qū)直接填入廢石。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種人工礦柱的構(gòu)筑方法，其特征在于在注漿初期采用水灰比為0.5:1 0.8:1的漿液灌注，當(dāng)廢石間空隙逐漸被充填而變小 后，再采用水灰比為1.5:1 1:1的漿液，并加大注漿壓力進行注漿。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種構(gòu)筑人工礦柱的方法，其特征在于所述的縱向 鋼管的間距范圍是2.50m-10.0m，橫向鋼管的間距范圍是2.50m 10.0m。
8. 如權(quán)利要求1所述的一種人工礦柱的構(gòu)筑方法，其特征在于所述的注漿 泵的注漿壓力在范圍0.0 10.0MPa內(nèi)可調(diào)。
9. 如權(quán)利要求1所述的一種人工礦柱的構(gòu)筑方法，其特征在于所述的注漿 泵為可移動的注漿設(shè)備。
10. 如權(quán)利要求1至9之一所述的一種人工礦柱的構(gòu)筑方法，其特征在于所 述的注漿泵為多臺，通過多條輸漿管與多根注漿管連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種人工礦柱的構(gòu)筑方法，其特征在于用縱向鋼管和橫向鋼管在采空區(qū)內(nèi)架設(shè)鋼管骨架，在采空區(qū)內(nèi)設(shè)置注漿管，用輸漿管連接注漿管和注漿泵，由注漿泵通過輸漿管和注漿管向采空區(qū)泵入漿液。部分或全部所述的縱向鋼管和/或橫向鋼管上開有注漿孔，兼作注漿管。采用該方法構(gòu)筑的人工礦柱具有穩(wěn)定性好、耗水量小、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。
文檔編號E21F15/08GK101270672SQ20081003123
公開日2008年9月24日 申請日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日
發(fā)明者周科平, 鄧紅衛(wèi) 申請人:中南大學(xué)