全充填式注浆法是在地表利用地质钻机钻至采空区煤层底板,充填站,通过注浆泵、注浆管、纯水泥浆或粉煤灰水泥混合浆液注入采空区冒落带及其上覆岩层裂隙中,浆液经过固化、胶结岩层裂隙带,与注入冒落带内的浆液形成石体,煤矿回填充填双卧轴搅拌机,提高了岩石的结构强度,对采空区上覆岩层形成支撑作用,进而保证了路基的稳定。全充填式注浆法治理煤矿采空区的理论基础源自于水利水坝注浆的工程实践。水利工程对坝基裂隙采用的是高压劈裂式注浆法,在高压的作用下使受注基岩裂隙劈开,浆液进入基岩裂隙,裂缝而固结,从而使大坝坝基固为一体。
充填系统设计应遵循以下原则:
(1)充填料要就近选择,充分利用工业废渣,保护环境,降低成本。
(2)优先选择自流输送方式,降低基建投入与管理成本。
(3)制浆能力与管道流量保持一致,设置必要的人工或自动控制措 施,煤矸石破碎粒径对充填体的影响,尽可能做到满管输送。
(4)仓储规模要保证正常生产,不能出现经常性断料。
充填倍线过大时,尾矿充填站,造成堵管等严重事故;充填倍线过小时,料浆在管道出口的流充填倍线计算公式:
N=L/H
式中:N——充填倍线;
H——充填管道起点和终点的高差;
L——包括弯头、接头等管件的换算长度在内的管路总长度,L=L1+L2+L3+L4+L5。
立式砂仓是20世纪80年代出现的一种用于水砂充填的主要构筑物,通常由直径8~10m、高度18~20m的圆柱形与及底部半球体或带一定锥角的锥体组成。其充填系统呈纵向布置,结构简单、占地面积小。立式砂仓的充填能力降低,采空区充填站,山西充填,由于每批仓顶注(泵)入的尾砂通常需要3~4h自然沉淀澄清,为确保仓顶溢流不跑混,每次注入时间不宜过长,故严重影响立式砂仓仓底的放砂能力,据统计,尾沙浆充填站,对于一座1000m3容积的立式砂仓,其充填能力仅为250~400m3/d,难以满足规模较大的矿山充填要求。
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