根据所用充填材料和输送方式不同,充填法可分三组:
①干式充填法,山西充填,充填材料为露天采石场采出的碎石、露天矿剥离或地下矿采掘的废石等。经破碎,用机械、人工或风力输送至采场。
②水力充填法,充填材料为砂、碎石、选厂尾砂或炉渣等。用管道借水力输送至采场。
③胶结充填法,充填材料为水泥等胶凝材料和砂石、炉渣或尾砂等配制的浆状胶结物料,凝固后有一定强度,用管道借水力或机械输送至采场。干式充填法应用早,它的生产效率低,劳动强度大,成本高。
据采场结构,回采方向和回采工艺:
充填法又可分为上向分层充填法、下向分层充填法、壁式充填法、削壁充填法和方框支架充填法。
选矿厂生产的尾矿,全尾砂膏体泵送充填系统,主要用来做井下充填用。这样既解决了井下充填的材料问题,又减少了环境污染,同时还提高了尾矿库的服务年限。选别的终尾矿由泵打入充填浓缩机进行浓缩,溢流水返回水池作回水利用。经浓缩后的尾矿由泵送至尾砂充填系统进行分级,分级后的粗砂作为矿场充填材料;只有少量的分级溢流(细颗粒)打入尾矿库。而干选的尾矿用来筑尾矿坝。
矸石充填料需要将煤矸石破碎至5mm以下粒径,并需保证均衡的含水率,采空区泵送充填成套设备,所以充填系统要有破碎模块和相应的破碎前与破碎后室内堆场。纯粉煤灰充填因粉煤灰悬浮性好搅拌比较容易,高浓度的矸石充填可以采用类似混凝土搅拌的卧式搅拌槽,浓度较低的混合充填一般采用立式搅拌桶。充填系统的组成单元和功能不同。
主要有钻探取芯和物探为主。3.4.1钻探钻探取芯是采空区治理工程质量监测工作中的主要技术和方法。通过钻孔取芯,可根据钻探取芯率和提取的岩芯的破碎程度,判断浆液体与围岩的胶结程度。同时,根据钻探过程中冷却液的损失量,可判断浆液对破碎岩层充填和胶结后的完整程度,并采取一定量的浆液岩石体进行室内抗压强度试验,检测其强度是否达到质量要求标准值。另外,通过钻孔可进行孔内波速测试和压水试验,为物探检测和压水试验提供工作平台。
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,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体,提高了岩石的结构强度,对采空区上覆岩层形成支撑作用,煤矿回填充填设备构成,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。煤矿采空区的形成特点表明:由于煤层被大面积开采,使煤层顶板及其上覆基岩发生塌落变形,据矿山沉降学理论可知,煤层顶板在初次发生大面积垮落后,在其上覆基岩中自下而上形成了冒落带、裂隙带、弯曲带,即矿山沉陷学中常说的三带。
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