[发明专利]一种矿井地下离层空间的填充方法

说明书

本发明公开了一种矿井地下离层空间的填充方法，属于矿井填充技术领域，用以解决现有技术中矿山尾矿污染环境或采空区影响矿井安全生产的问题。该填充方法包括将矸石收集于供料单元内；将供料单元内的矸石输送至破碎单元进行破碎，得到矸石颗粒；将矸石颗粒输送至制浆单元研磨制浆生成浆液，然后，将浆液供入搅拌池进行搅拌，制成合格浆液；对地下离层空间上方的岩层进行钻孔，形成注浆孔；采用注浆单元将合格浆液通过注浆孔泵入地下离层空间内。该填充方法可用于矿井地下离层空间的填充。

技术领域

本发明属于矿井填充技术领域，特别涉及一种矿井地下离层空间的填充方法。

背景技术

采动覆岩离层主要出现在各关键层下面，且离层的最大发育高度止于主关键层下方。关键层运动对采动覆岩离层的形成、发展和时空分布起控制作用。控制主关键层不发生破断，是确保地表不发生沉降的关键。

矿山尾矿中含有大量的有机成分，同时富含金属和硫化物等，是无机盐类污染源，会通过大气降水淋滤而污染环境。

一方面，矿山尾矿从地下或地面加工车间运到地表弃置，所处环境的急剧变化使其风化作用加快，促进了可溶性成分的溶解，加重了尾矿山的环境污染；另一方面，采煤会引起采空区上方存在离层水，严重影响矿井的安全生产。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种矿井地下离层空间的填充方法，用以解决现有技术中矿山尾矿污染环境或采空区影响矿井安全生产的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的。

本发明提供了一种矿井地下离层空间的填充方法，包括如下步骤：

步骤1：将矸石收集于供料单元内；

步骤2：将供料单元内的矸石输送至破碎单元进行破碎，得到矸石颗粒；

步骤3：将矸石颗粒输送至制浆单元研磨制浆生成浆液，然后，将浆液供入搅拌池进行搅拌，制成合格浆液；

步骤4：对地下离层空间上方的岩层进行钻孔，形成注浆孔；

采用注浆单元将合格浆液通过注浆孔泵入地下离层空间内。

进一步地，步骤1中，矸石的粒径≤200mm。

进一步地，步骤2包括如下步骤：

步骤21：将供料单元内的矸石输送至鄂式破碎机破碎至粒径≤40mm，得到初级颗粒；

步骤22：将初级颗粒输送至对辊制砂机破碎至粒径≤10mm，得到矸石颗粒。

进一步地，矸石为砂质泥岩，合格浆液的水灰质比为1.3～1.7：1，水重为585～765g，灰重为450g，浆液体积为775～955ml，粘度为15.5～19.5Pa·S，密度为1.25～1.40g/cm³，灰分的质量浓度为37～43.5％。

进一步地，地下离层空间位于矿井的导水裂隙带以上。

进一步地，相邻注浆孔间距采用如下公式计算：

L_j≤2k_jR_k

式中：L_j为相邻注浆孔间距，m；k_j为安全系数，取0.5；R_k为浆液扩散半径，m；M为采高，m。

进一步地，步骤4中，注浆压力大于或等于地下离层空间以上地层的自然压力。

进一步地，通过控制注浆孔上口的注浆压力控制合格浆液注入注浆孔内的注浆压力：