[发明专利]一种采空区充填方法及其填充装置

说明书

本发明公开了一种采空区充填方法，包括：S1、水泥通过进浆管利用泵送进入采空区；S2、输送水泥20‑25min后，通过填充装置开始输送输送地质聚合物，输送地质聚合物通过入料口进入采空区，同时进浆管继续泵送水泥，其泵送速度为100‑200L/min，输送地质聚合物再通过振动器的作用下进入入料斗，较高稠度的进浆管水泥可以携带输送地质聚合物进入采空区，当充填高度接近采空区顶板0.5‑0.8m左右时，停止输送地质聚合物和水泥的注入；S3、对采空区顶板以下0.5‑0.8m的位置处，用压送设备将注入丙烯酸盐注浆液，使丙烯酸盐注浆液在采空区扩散、凝胶和固化，对输送的地质聚合物进行限位，本发明很有效的解决了现有的水泥充填采空区方法造价高的问题。

技术领域

本发明涉及地质勘测技术领域，具体是一种采空区充填方法及其填充装置。

背景技术

随着经济的发展，煤炭资源的大力开发，煤炭的开采及利用过程对环境造成严重污染。一方面，在煤矿开采后，地下留下巨大的空洞区，随着时间延长，采空区顶板岩层受自身重力发生垮塌，造成地面沉降和塌陷，严重危害地面上的建筑物、公路、铁路及农田，如不处理，严重威胁人的生命财产安全。另一方面，利用煤炭发电产生了大量的固体废弃物，主要包括脱硫石膏、粉煤灰等，这些固体废弃物资源化程度小且产量多，处理这些固废也占用了大量土地资源，不但污染环境且浪费资源。

目前，针对采空区充填治理主要以水泥为主，材料用量较大，原材料消耗较多，经济上较为昂贵，而煤炭发电产生了的大量脱硫石膏和粉煤灰利用难度大，大量堆积占据土地资源，无法有效的利用，所以如果能将脱硫石膏、粉煤灰这些固体的工业废物应用于采空区充填的填充，不仅可以解决工业废物的利用，还可以减少填充成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种采空区充填方法及其填充装置，以解决现有的水泥充填采空区方法造价高的问题。

本发明的技术方案是：

一种采空区充填方法，包括：

S1、输送水泥

水泥通过进浆管利用泵送进入采空区；

S2、输送地质聚合物

输送水泥20-25min后，通过填充装置开始输送输送地质聚合物，输送地质聚合物通过入料斗进入采空区，同时进浆管继续泵送水泥，其泵送速度为100-200L/min，输送地质聚合物再通过振动器的作用下进入入料斗，较高稠度的进浆管水泥可以携带输送地质聚合物进入采空区，为了保证充填效果，每1-1.5h装置停止10-15min，当充填高度接近采空区顶板0.5-0.8m左右时，停止输送地质聚合物和水泥的注入；

S3、加固地层

对采空区顶板以下0.5-0.8m的位置处，用压送设备将注入丙烯酸盐注浆液，使丙烯酸盐注浆液在采空区扩散、凝胶和固化，对输送的地质聚合物进行限位。

进一步的，所述地质聚合物的制备方法为：

S21、按照质量分数选取：45-50份赤泥、6-8份水泥、1-3份矿粉、1-3份脱硫石膏、30-40份粉煤灰、1-3份陶瓷颗粒、1-3份氧化锆和3-5份外加剂；

S22、将S21中成分进行搅拌混合，制备出固态混合物；

S23、在温度为10℃-35℃的防尘环境下，用水与固态混合物呈1:1.2的比例进行搅拌，制得材料强度≥4.0MPa的聚合物材料。

更进一步的，外加剂是以PC聚羧酸与萘磺酸盐甲醛缩合物为基料，在密闭空间内，顺时针搅拌，并保持转速60r/min。

进一步的，S1中进浆管水泥的泵送速度为100-150L/min，可以保证输送地质聚合物不堵塞注浆孔。