采空區固廢-超高水膏體交替充填方法技術

本發明專利技術公開采空區固廢?超高水膏體交替充填方法，同一回采工作面后方采空區內包含固廢膏體充填和超高水膏體充填，兩種材料交錯式充填注漿，具體充填步驟包括：地面制備固廢充填膏體及超高水充填膏體；回采工作面向前推進，液壓支架移動完成后，氣囊輕微泄氣釋放充填空間，懸掛充填袋并進行充氣；工作面泵站根據頂板砌體梁壓力大小選擇充填膏體進行注漿充填；隨充填工作的進行，氣囊進行同步收縮。本發明專利技術采空區固廢?超高水膏體交替充填方法，解決現有技術中采用單一材料，不能充分發揮不同充填方式自身優勢的問題，綜合固廢膏體充填和超高水材料充填的優點，在最大限度的保證地面充填效果的基礎上，實現降低充填成本，提高充填效率。

【技術實現步驟摘要】
采空區固廢-超高水膏體交替充填方法
本專利技術涉及采空區充填方法，具體是一種采空區固廢-超高水膏體交替充填方法。
技術介紹
改革開放以來，我國經濟增速較快，煤炭需求持續增加，特別是從“十五”后期開始，煤炭工業經歷了十年“黃金期”，有力支持了國民經濟的高速增長。但長期的高強度煤炭開采也帶來了一系列嚴重的環境問題。據統計，我國煤炭平均開采萬噸原煤會造成塌陷土地0.2hm2，每年塌陷土地面積約為5～6萬hm2；地下水位下降及水資源破壞，造成礦區水資源枯竭，煤礦開采與加工利用產生的矸石累計堆積量達45億噸，且每年以1.5～2.0億噸的數量增長，矸石山自燃產生的有害氣體、雨淋溶水等也對環境產生較大的破壞。因此為了有效開發利用呆滯資源，延長礦井壽命，同時解決生態環境破壞問題，充填采煤技術得到了快速發展。當前已經形成了固體充填、膏體充填和超高水材料充填三種不同形式的充填采煤方式，在不同礦井不同開采條件下的應用都取得了較好的地面控制效果。三種充填方式中，超高水材料具有速凝早強的特征，前期強度高，可及時支撐頂板，凝結時間及強度可按需調整，材料流動性好，工藝簡單，但提高充填體強度時成本增大。膏體材料終凝強度最高，地面控制效果最好，但初期強度低，并且主要的膠結材料為水泥，強度增長緩慢。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供采空區固廢-超高水膏體交替充填方法，解決了現有技術中采用單一材料，不能充分發揮不同充填方式自身優勢的問題，綜合固廢膏體充填和超高水材料充填的優點，在最大限度的保證地面充填效果的基礎上，實現降低充填成本，提高充填效率。本專利技術的目的可以通過以下技術方案實現：采空區固廢-超高水膏體交替充填方法，同一回采工作面后方采空區內包含固廢膏體充填和超高水膏體充填，兩種材料交錯式充填注漿，具體充填步驟包括：S1:地面制備固廢充填膏體及超高水充填膏體，通過地面泵廠經超高水輸送管及固廢膏體輸送管輸送至井下儲存硐室，再轉送至工作面；S2：回采工作面向前推進，液壓支架隨之向前移動，移動過程中液壓支架后側氣囊充氣進行臨時支護，液壓支架上設有液壓柱，回采工作面位于煤層和液壓支架之間；S3：液壓支架移動完成后，氣囊輕微泄氣釋放充填空間，懸掛充填袋并進行充氣，使充填袋膨脹后開啟工作面泵站，插入注漿管；S4：工作面泵站根據頂板砌體梁壓力大小選擇充填膏體進行注漿充填；S5：隨充填工作的進行，氣囊進行同步收縮，直至充填完畢后抽出注漿管并對其進行管道清理。進一步的，所述固廢充填膏體包含粉煤灰、氣化渣、爐底渣和脫硫石膏，且粉煤灰、氣化渣和爐底渣所占比例為固廢充填膏體體積的80％～90％。進一步的，所述超高水膏體與固廢膏體間強度差為：10～30MPa。進一步的，所述頂板壓力變化決定固廢膏體充填區及超高水充填區的寬度。進一步的，所述氣囊由多節組成，通過逐節充氣泄氣實現臨時支護及充填空間的釋放。本專利技術的有益效果：本專利技術采空區固廢-超高水膏體交替充填方法，解決現有技術中采用單一材料，不能充分發揮不同充填方式自身優勢的問題，綜合固廢膏體充填和超高水材料充填的優點，在最大限度的保證地面充填效果的基礎上，實現降低充填成本，提高充填效率。附圖說明下面結合附圖對本專利技術作進一步的說明。圖1是本專利技術交替充填結構示意圖。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。采空區固廢-超高水膏體交替充填方法，同一回采工作面后方采空區內包含固廢膏體充填及超高水膏體充填兩種方式，采取交錯式充填注漿方式，具體充填步驟為：S1:地面制備固廢充填膏體及超高水充填膏體，通過地面泵廠經超高水輸送管4及固廢膏體輸送管輸7送至井下儲存硐室，如圖1所示，再轉送至工作面3；固廢充填膏體包含粉煤灰、氣化渣、爐底渣和脫硫石膏，且粉煤灰、氣化渣和爐底渣所占比例為固廢充填膏體體積的80％～90％；超高水膏體與固廢膏體間因存在10～30MPa的強度差異。S2：回采工作面3向前推進，液壓支架5隨之向前移動，移動過程中液壓支架5后側氣囊10充氣進行臨時支護，液壓支架5上設有液壓柱6，回采工作面3位于煤層1和液壓支架5之間。頂板1壓力變化決定固廢膏體充填區11及超高水充填區13的寬度；氣囊10由多節組成，通過逐節充氣泄氣實現臨時支護及充填空間的釋放。S3：液壓支架5移動完成后，氣囊10輕微泄氣釋放充填空間，懸掛充填袋12并進行充氣，使充填袋12膨脹后開啟工作面泵站8，插入注漿管9；S4：工作面泵站8根據頂板砌體梁1壓力大小選擇充填膏體進行注漿充填；S5：隨充填工作的進行，氣囊10進行同步收縮，直至充填完畢后抽出注漿管9并對其進行管道清理。在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本專利技術的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。以上顯示和描述了本專利技術的基本原理、主要特征和本專利技術的優點。本行業的技術人員應該了解，本專利技術不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本專利技術的原理，在不脫離本專利技術精神和范圍的前提下，本專利技術還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本專利技術范圍內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.采空區固廢-超高水膏體交替充填方法，其特征在于，同一回采工作面后方采空區內包含固廢膏體充填和超高水膏體充填，兩種材料交錯式充填注漿，具體充填步驟包括：/nS1:地面制備固廢充填膏體及超高水充填膏體，通過地面泵廠經超高水輸送管(4)及固廢膏體輸送管輸(7)送至井下儲存硐室，再轉送至工作面(3)；/nS2：回采工作面(3)向前推進，液壓支架(5)隨之向前移動，移動過程中液壓支架(5)后側氣囊(10)充氣進行臨時支護，液壓支架(5)上設有液壓柱(6)，回采工作面(3)位于煤層(1)和液壓支架(5)之間；/nS3：液壓支架(5)移動完成后，氣囊(10)輕微泄氣釋放充填空間，懸掛充填袋(12)并進行充氣，使充填袋(12)膨脹后開啟工作面泵站(8)，插入注漿管(9)；/nS4：工作面泵站(8)根據頂板砌體梁(1)壓力大小選擇充填膏體進行注漿充填；/nS5：隨充填工作的進行，氣囊(10)進行同步收縮，直至充填完畢后抽出注漿管(9)并對其進行管道清理。/n

【技術特征摘要】
1.采空區固廢-超高水膏體交替充填方法，其特征在于，同一回采工作面后方采空區內包含固廢膏體充填和超高水膏體充填，兩種材料交錯式充填注漿，具體充填步驟包括：
S1:地面制備固廢充填膏體及超高水充填膏體，通過地面泵廠經超高水輸送管(4)及固廢膏體輸送管輸(7)送至井下儲存硐室，再轉送至工作面(3)；
S2：回采工作面(3)向前推進，液壓支架(5)隨之向前移動，移動過程中液壓支架(5)后側氣囊(10)充氣進行臨時支護，液壓支架(5)上設有液壓柱(6)，回采工作面(3)位于煤層(1)和液壓支架(5)之間；
S3：液壓支架(5)移動完成后，氣囊(10)輕微泄氣釋放充填空間，懸掛充填袋(12)并進行充氣，使充填袋(12)膨脹后開啟工作面泵站(8)，插入注漿管(9)；
S4：工作面泵站(8)根據頂板砌體梁(1)壓力大小選擇充填膏體進行注漿充填；
S5：隨充填工作的進...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊科，劉欽節，李志華，馮飛勝，陳登紅，呂鑫，付強，
申請(專利權)人：安徽理工大學，
類型：發明
國別省市：安徽;34