充填式注漿法的施工程序可分為:鉆孔→注漿管(澆注孔口管)→制漿→灌漿→終止灌漿。其各分項工程施工工藝如下所述。2.1帷幕孔,注漿孔的施工工藝全充填式注漿法成孔是道工序,按照孔的用途可分為帷幕空和注漿孔,帷幕孔的用途是在采空區治理邊界布設的一圈孔距較小的邊緣孔,注漿中先注帷幕孔,使其注入的漿液形成一道帷幕墻,以阻止治理范圍內的漿液流失,降低治理成本。注漿孔是在治理范圍內布設的一排排孔,其用途是為了注漿。帷幕孔和注漿孔的施工工藝是相同的,不同處是先施工帷幕孔后施工注漿孔,其施工工藝和技術要求主要是:注漿孔應用專業測量儀器、皮尺進行實地測量放樣,鉆孔實際位置原則上不應偏離設計位置1.0m。確因地形影響,鉆孔不能放在設計位置時,應先施工其周圍可以就位的鉆孔,再根據鉆探揭露采空區的情況予以調整。鑒于煤礦開采和塌陷變形的復雜性,通過有限的勘探鉆孔尚難查明地下的全部情況,施工時應先施工取芯孔,目的是進一步探明地層及采空區冒落情況,如出現與設計不符的情況,應及時與設計單位聯系以便對原設計進行適當的修正。
礦山充填有其特殊要求。即要求材料的流動性好、便于輸送和充填,又要求料漿不離析、泌水量小、凝固時間短、早期強度高,還要求主動接頂能力強、充實率高。礦山充填因地取材、廢物利用、充分利用本礦資源。為企業發展提供廣闊空間,同時減少對資源造成不必要的浪費,給企業制造了極大地生產效益。膠固粉的成功運用,充分說明新技術、新工藝、新材料,可以降低生產成本,提高工程質量,滿足生產要求。要求漿料不離析、泌水量小、凝固時間短、早期強度高,還要求主動接頂能力強、充實率高。礦山充填因地取材、廢物利用、充分利用本礦資源。
充填材料組分主要有集料、膠凝料和水,以及改善充填料性能的輔料。充填材料的物理力學性質和化學性質對于充填材料的制備、輸送和所形成的充填體的物理力學性質和化學性質具有重要影響。對充填體的物理力學性質和化學性質的主要要求是:(1)能迅速具有一定強度,而且沉縮率小,以便有效地支撐周圍礦巖;當側面出現采空區時充填體不向采空區大量片落,并允許在充填體表面進行回采作業。(2)不產生污染環境或引起發熱甚至發火的物質。按充填材料有無膠凝成分和是否以水為輸送介質等,充填材料可分為干式充填材料、水砂充填材料和膠結充填材料三種。
充填系統原理編輯按固體材料的粒度,將膠結充填系統分為水泥砂漿膠結充填系統和混凝土膠結充填系統。前一個系統所用的固體材料為水泥和細砂或尾砂。后一個系統所用的固體材料為水泥、砂和碎石。水泥砂漿膠結充填系統系統中的砂倉和漿體制備站一般集中布置在地面(圖1)。將采集和加工好的尾砂或細砂用水力輸送到濕式砂倉中,也可以用車輛或帶式輸送機輸送到干式砂倉中。立式濕式砂倉用重力或用高壓水噴嘴攪拌放砂到攪拌筒中,臥式濕式砂倉用電耙和螺旋輸送機向攪拌筒中送料,干式砂倉用給料機向攪拌筒中供料。
干式充填、水砂充填都屬于非膠結充填范疇,由于非膠結充填體無自立能力,難以滿足工藝高回采率和低貧化率的需要,20世紀60~70年代,中國開始開發和應用膠結充填技術。膠結充填是將膠凝材料(一般為水泥)、骨料、水混合形成濃度較高的漿體,通過鉆孔或管道,自流或加壓輸送到待充填地點進行充填的工藝。充入采場的水泥砂漿經過一定時間養護后,成為固化體控制地壓。
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