申请/专利权人：福州大学

申请日：2022-07-15

公开（公告）日：2023-05-26

公开（公告）号：CN114961848B

主分类号：E21F15/00

分类号：E21F15/00;E21F17/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.05.26#授权;2022.09.16#实质审查的生效;2022.08.30#公开

摘要：本发明提出一种尾砂胶结充填过程中分部构筑巷道方法，所述方法将采空区待构建的巷道自下而上分成底部、中部和拱顶部三部分，在以尾砂胶结物作为充填体料浆充填采空区前，以可加压膨胀的软质空心模具置于巷道设计位置处，分别对底部、中部和拱顶部进行占位，并结合充填体料浆凝固时间及强度、充填能力和模具处压力传感器测得的巷道压力，对软质空心模具的内部压力进行控制，使加压膨胀的软质空心模具能在充填体料浆的凝固期间在料浆内形成巷道占位模型，巷道占位模型在料浆凝固后清除，以在凝固物中形成巷道；本发明具有储存收纳方便，操作简单，经济高效，安全性高的优点。

主权项：1.一种尾砂胶结充填过程中分部构筑巷道方法，其特征在于：所述方法将采空区待构建的巷道自下而上分成底部、中部和拱顶部三部分，在以尾砂胶结物作为充填体料浆充填采空区前，以可加压膨胀的软质空心模具置于巷道设计位置处，分别对底部、中部和拱顶部进行占位，并结合充填体料浆凝固时间及强度、充填能力和模具处压力传感器测得的巷道压力，对软质空心模具的内部压力进行控制，使加压膨胀的软质空心模具能在充填体料浆的凝固期间在料浆内形成巷道占位模型，巷道占位模型在料浆凝固后清除，以在凝固物中形成巷道；所述软质空心模具包括巷道底部模型、巷道中部模型和巷道拱顶部模型三层，其材质为高强度的柔性塑料，通过注入气体来逐层加压膨胀，并可通过抽气真空来压缩为薄布形结构；所述巷道底部模型、巷道中部模型和巷道拱顶部模型的内腔相互隔离，软质空心模具在加压膨胀时，分别向这三层模型的内腔中单独注入气体，来使巷道占位模型充气成型；在构筑巷道时，以多个软质空心模具在巷道长度方向上拼接，形成巷道占位模型；所述巷道底部模型、巷道中部模型和巷道拱顶部模型处均设有用于监测模型内外压力差的压力传感器，在向这三种模型的内腔中单独注入气体时，通过对模型内部气压进行调控以避免软质空心模具局部受压过大；所述方法包括以下步骤；第一步：加工制作软质空心模具的三层巷道模型，具体为：根据采矿巷道规格设计，用高强度柔性塑料制作与所需构建采矿巷道匹配的巷道模型，使其经过压风机逐层注气后，能由其由薄布形结构逐步膨胀形成整体的巷道占位模型；第二步：采空区充填前准备及构筑巷道技术参数的确定，具体为：采空区充填前，首先根据设计在采空区布置好巷道模型放置的位置，将已真空压缩后薄布形的巷道占位模型，平铺于采空区底板，并将模型上的注气加压管与采场外的压风机连接，将模型上预留的压力传感器元件与采场外的压力传感器相连，然后分别计算采空区充填高度达到巷道底部设计高度的时间t1、充满巷道中部高度所需时间t2、充满巷道顶部高度所需时间t3，根据所选用的尾砂胶结物形成充填体时的固结规律，推算或试验得出巷道三部分的固结充填体强度得到设计强度的预设百分比幅度分别所需时间T1、T2和T3，并保证充填体固结时间大于充填时间；如果推算出的固结时间小于相应的充填时间，则调整充填下料口位置或加大充填体料浆的充填能力；在填充前，以封闭挡墙对待填充的采空区进行封闭；第三步：逐步充填采空区，分部构筑巷道，具体为：采空区封闭后，对采空区进行正常尾砂胶结充填，根据充填量的计算和压力传感器的数据，当充填体料浆在巷道模型上堆积高度达到充填阈值范围时，停止充填，用压风机对软质空心模具底层进行加压充气，使其膨胀形成展开形态的巷道底部模型，在尾砂胶结充填体强度达到设计强度的预设百分比之前完成巷道底部的占位体构筑；底部巷道的占位体构筑完成后，当压力传感器表明巷道压力稳定后，继续进行正常的尾砂胶结充填，当充填体料浆高度超过巷道底部占位体的两帮高度且超出阈值时，再次停止充填，当底部巷道的充填体围岩的强度达到设计强度的预设百分比时，对软质空心模具中层进行注气加压，模型膨胀构筑成展开形态的巷道中部模型，进行巷道中部的占位体构筑，在巷道中部的占位体构筑完成前，中部的充填体料浆固结强度应小于设计强度的预设百分比；巷道中部的占位体构筑完成后，当压力传感器表明巷道压力稳定后，继续进行充填，当充填体料浆堆积高度超过巷道底部、中部的占位体高度且超出阈值时，停止采场充填，用压风机对软质空心模具顶层进行充气加压，模型膨胀构筑成展开形态的巷道拱顶部模型，进行巷道拱顶部的占位体构筑；当压力传感器表面巷道压力稳定时，继续进行充填，直至采场充满；第四步：拆模支护，具体为：充填结束后，采空区以尾砂胶结形成的充填体养护完成后，结合巷道各部分的压力传感器传回来的压力强度数据，对尾砂胶结强度和巷道强度进行分析，当尾砂胶结强度达到设计要求且巷道各部分均达到强度要求，打开采空区封闭挡墙，对巷道底部占位体、巷道中部占位体、巷道拱顶部占位体进行拆模清除，使充填体内的巷道成型，拆模分部进行，并对成型的巷道进行分段支护。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 福州大学 一种尾砂胶结充填过程中分部构筑巷道方法

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