1.本公開涉及充填采礦技術領域，尤其涉及一種用于礦山井下的充填擋墻及其施工方法。

背景技術：

2.隨著充填采礦法在金屬礦山的推廣應用，與之相關的充填采礦理論及技術得到了廣泛的研究，其中充填擋墻的設計與施工是整個工藝的重要組成部分，對充填采場的安全起著至關重要的作用。眾多研究結果表明，充填擋墻的設計不僅要在強度上承受來自充填料漿的作用力，而且要在結構上滿足抵抗礦區(qū)爆破震動和充填料漿泌水的要求。其強度和結構與礦山充填工藝密切相關，直接影響著充填質量、生產(chǎn)能力和成本效益。

3.目前，在各大礦山使用的擋墻類型主要有木擋墻、新型輕質材料擋墻、空心磚擋墻、紅磚擋墻、混凝土擋墻、塊石擋墻等設計結構單一的擋墻。其中空心磚擋墻、紅磚擋墻、混凝土擋墻、塊石擋墻統(tǒng)稱為重力式擋墻，此類擋墻承受強度大、施工方便，是目前礦山井下充填采場常用的施工方式。然而其安全性卻存在不足，主要是由于擋墻抗彎能力差，容易產(chǎn)生局部位移變形而導致墻體傾倒或跑漿，甚至造成人身傷亡。有些礦山為了彌補安全性的不足，設置加厚擋墻，不但影響濾水效果，而且浪費人力物力，影響生產(chǎn)進度，大大增加了擋墻的施工成本。木擋墻、新型輕質材料擋墻均屬于輕型擋墻，此類擋墻主要應用于小型采場即充填料漿壓力較小的區(qū)域，其工序簡單，作業(yè)安全，能大大降低勞動強度，成本低，循環(huán)時間短。但是，其應用范圍受限，不能在大規(guī)模井下采礦的充填采場中應用。

4.因此，從安全性、經(jīng)濟性、便捷性等方面考慮，金屬礦山井下充填擋墻的設計與施工仍需要進一步的優(yōu)化與研究。

技術實現(xiàn)要素：

5.有鑒于此，本公開的目的在于提出一種用于礦山井下的充填擋墻及其施工方法。

6.基于上述目的，本公開提供了一種用于礦山井下的充填擋墻，包括磚墻、承載槽鋼和連接桿，所述磚墻一側面對采空區(qū)，所述承載槽鋼設置于所述磚墻遠離所述采空區(qū)的一側；所述連接桿的一端與圍巖連接，所述連接桿的另一端與所述承載槽鋼連接。

7.進一步的，所述承載槽鋼包括交叉排布的橫向槽鋼和豎向槽鋼。

8.進一步的，所述橫向槽鋼和所述豎向槽鋼橫縱交錯布置的中心距離為0.5?0.8m。

9.進一步的，所述連接桿為螺紋鋼制成的錨桿，所述錨桿一端與所述圍巖錨固，另一端與所述承載槽鋼焊接。

10.進一步的，所述錨桿的錨固深度為0.4～0.5m，錨固劑為水泥砂漿。

11.進一步的，所述充填擋墻包括平鋪于所述磚墻靠近所述采空區(qū)一側側面的濾布，還包括貫通所述磚墻的導水管。

12.進一步的，所述磚墻底端嵌入地面溝槽。

13.進一步的，所述磚墻的兩側面設有砂漿面。

14.進一步的，所述磚墻背離所述采空區(qū)的一側底部設有石堆。

15.本公開還提供了一種用于礦山井下的充填擋墻的施工方法，包括：

16.在目標位置挖掘溝槽；

17.將濾布底部鋪放在溝槽中，然后在濾布上方開始砌墻，在砌墻時，將導水管放入磚墻內(nèi)部；在砌墻臨結束前，將濾布頂端與磚墻連接為一體，并使濾布在磚墻靠近采空區(qū)的一側平展鋪開；

18.在靠近磚墻的圍巖中裝入錨桿，將磚墻外側的橫向槽鋼和豎向槽鋼與對應的錨桿焊接；

19.在磚墻遠離采空區(qū)的一側底部堆存形成石堆。

20.從上面所述可以看出，本公開提供的一種用于礦山井下的充填擋墻及其施工方法，首先，采用成本低廉的紅磚進行擋墻本體結構的砌筑，起到了料漿封堵作用的同時也在一定程度上發(fā)揮了承載受力的作用。另外，紅磚砌墻的成本要遠遠低于鋼筋混凝土的成本。其次，本發(fā)明的承載結構對擋墻本體結構進行了加固，提高了擋墻本體的抗彎能力，保證墻體不發(fā)生位移變形，同時將墻體、錨桿與圍巖結合為一個穩(wěn)固的整體，保證整個充填采場的安全。最后，待采空區(qū)的充填體凝固或采場充填料漿達到穩(wěn)定狀態(tài)后，承載結構可以進行拆卸，重新利用，達到一次投入，多次循環(huán)利用的目的，即整個擋墻本體的材料成本投入僅為紅磚和錨桿，大大降低了制造成本。由于本發(fā)明的擋墻本體的施工工序簡單便捷，施工人員的安全性得到有效保障。

附圖說明

21.為了更清楚地說明本公開或相關技術中的技術方案，下面將對實施例或相關技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本公開的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

22.圖1為本公開實施例的充填擋墻的正視圖；

23.圖2為本公開實施例的充填擋墻的側視圖。

24.附圖說明：1、磚墻；2、橫向槽鋼；3、豎向槽鋼；4、連接桿；5、濾布；6、石堆；7、砂漿面；8、溝槽；9、導水管。

具體實施方式

25.為使本公開的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本公開進一步詳細說明。

26.需要說明的是，除非另外定義，本公開實施例使用的技術術語或者科學術語應當為本公開所屬領域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義?！鞍ā被蛘摺鞍钡阮愃频脑~語意指出現(xiàn)該詞前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在該詞后面列舉的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件?！斑B接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機械的連接，而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是間接的?！吧稀薄ⅰ跋隆?、“左”、“右”等僅用于表示相對位置關系，當被描述對象的絕對位置改變后，則該相對位置關系也可能相應地改變。

27.以下，通過具體的實施例進一步詳細說明本公開的技術方案。

28.參考圖1和圖2，本公開實施例提供了一種用于礦山井下的充填擋墻，包括磚墻1、承載槽鋼和連接桿4，所述磚墻1一側面對采空區(qū)，所述承載槽鋼設置于所述磚墻1遠離所述采空區(qū)的一側；所述連接桿4的一端與圍巖連接，所述連接桿4的另一端與所述承載槽鋼連接。充填擋墻用來對巷道內(nèi)部采空區(qū)的充填料漿進行封堵，所述磚墻1與所述巷道內(nèi)的圍巖表面緊密接觸防止充填料漿泄露。

29.具體的，所述磚墻1采用工民建用的紅磚，用紅磚砌墻形成的磚墻1在進行料漿封堵時能夠起到承載受力的作用，一方面承載充填料漿的側向壓力，另一方面承載來自巷道頂板的垂直壓力。同時，紅磚成本較低，相比于鋼筋混凝土結構的墻體大大降低了制造成本。磚墻1與巷道中的圍巖表面能夠緊密結合，在進行砌墻砂漿配比時，選用標號425普通硅酸鹽水泥，并加入適量的早強劑，可以使磚墻1在三天內(nèi)達到一定的強度，從而進行采場的充填工作。磚墻1的墻體厚度大致分為兩種，即為建筑常用的三七墻和二四墻，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，將圍巖較為破碎區(qū)域及巷道斷面較大區(qū)域設計為三七墻，其余的區(qū)域可以設計為二四墻。

30.在一些實施例中，所述承載槽鋼包括交叉排布的橫向槽鋼2和豎向槽鋼3。所述橫向槽鋼2和所述豎向槽鋼3橫縱交錯布置且在兩兩交叉位置處固定連接，所述橫向槽鋼2和所述豎向槽鋼3的端部均通過連接桿4與所述巷道內(nèi)的圍巖固定連接。

31.在一些實施例中，所述橫向槽鋼2和所述豎向槽鋼3橫縱交錯布置的中心距離為0.5?0.8m。

32.具體的，所述橫向槽鋼2和所述豎向槽鋼3均為18號槽鋼。槽鋼長度根據(jù)巷道斷面大小進行設計，間距保持在500mm左右，也可以根據(jù)現(xiàn)場的實際情況進行調整。承載槽鋼的安裝工作僅需1天，并不影響磚墻1的凝固時間，因此充填擋墻的實際施工總時間僅需4?6天。

33.在一些實施例中，所述連接桿4為螺紋鋼制成的錨桿，所述錨桿一端與所述圍巖錨固，另一端與所述承載槽鋼焊接。錨桿的材質為普通螺紋桿，直徑為16cm。錨桿外露長度為0.25?0.35cm，外露部分與承載槽鋼焊接。

34.在一些實施例中，所述錨桿的錨固深度為0.4～0.5m，錨固劑為水泥砂漿。

35.在一些實施例中，所述充填擋墻包括平鋪于所述磚墻靠近所述采空區(qū)一側側面的濾布5，還包括貫通所述磚墻的導水管9。所述濾布5底部鋪設在所述溝槽8內(nèi)，所述濾布5頂端固設在所述磚墻1頂部。

36.在一些實施例中，巷道地面上設有溝槽8，所述磚墻1底端嵌入地面溝槽8。由于充填擋墻底部受充填料漿帶來的壓力較大，所以在砌筑磚墻1的時候在墻體底部開挖溝槽8，確保磚墻1與巷道地面緊密連接，能夠更好的承受充填料漿帶來的側向壓力，降低磚墻1傾倒或變形的風險。所述溝槽8深度為0.15?0.25m，具體的溝槽8寬度可視磚墻1的厚度進行適應性的調整，本實施例中溝槽8寬度設定為0.3m。

37.在一些實施例中，所述磚墻1的兩側面設有砂漿面7，所述砂漿面7厚度為20mm。

38.具體的，在砌筑磚墻1的同時在磚墻兩側涂覆砂漿，砂漿配比選用標號425普通硅酸鹽水泥，并在其中加入適量的早強劑。砂漿面7可以防止墻體內(nèi)部及周邊縫隙滲水，同時提高磚墻1的整體強度。根據(jù)實際情況，如磚墻1砌筑處的圍巖較為破碎，可以對周邊巷道進行噴漿處理，噴漿厚度控制在50mm以內(nèi)。磚墻1的砌筑及涂覆砂漿工作所需施工時間僅需1?

2天，待磚墻凝固并投入使用僅需3?4天。

39.在一些實施例中，所述磚墻1背離所述采空區(qū)的一側底部設有石堆6。通常情況下，井下的掘進廢石較多，因此可以將多余的掘進石堆放在磚墻1側面的底部用以支撐壓力最大的區(qū)域，這樣可以減少承載槽鋼在底部的安裝數(shù)量，同時降低了廢石運輸成本和承載槽鋼的成本投入。

40.本公開實施例還提供了一種用于礦山井下的充填擋墻的施工方法，具體包括以下幾個步驟：

41.s1、在目標位置挖掘溝槽。

42.選擇巷道內(nèi)的圍巖穩(wěn)固的位置作為所述充填擋墻的施工位置。采場的出礦進路在供礦后期往往由于采動壓力的影響，其穩(wěn)定性會遭到破壞，所以應與采空區(qū)保持一定的安全距離，選在圍巖狀況良好，無斷層與裂隙發(fā)育帶，巷道輪廓較為平整的區(qū)域，同時降低施工危險系數(shù)。另外，擋墻本體處的巷道斷面應盡量小，斷面過大會造成施工不便，且會增加施工成本。

43.s2、將濾布5底部鋪放在溝槽8中，然后在濾布5上方開始砌墻，在砌墻時，將導水管9放入磚墻1內(nèi)部；在砌墻臨結束前，將濾布5頂端與磚墻2連接為一體，并使濾布5在磚墻2靠近采空區(qū)的一側平展鋪開。砌墻時，在所述磚墻1兩側面同時涂覆砂漿形成砂漿面7。本實施例中，溝槽8深度為0.15?

0.25m，溝槽8寬度為0.3m，以確保磚墻1與巷道地面連為一體。

44.s3、在靠近磚墻1的圍巖中裝入錨桿，將磚墻外側的橫向槽鋼2和豎向槽鋼3與對應的錨桿焊接。所述橫向槽鋼2和所述豎向槽鋼3橫縱交錯布置，在緊挨磚墻1的圍巖中施工錨桿孔，然后依次將橫向槽鋼2和所述豎向槽鋼3的端部分別與錨桿的一端進行焊接，錨桿的錨固劑為水泥砂漿，錨固深度為0.4?

0.5m，錨桿與承載槽鋼焊接的長度為0.25?0.35m。

45.s4、在磚墻1遠離采空區(qū)的一側底部堆存形成石堆6。

46.將所述充填擋墻附近的廢石進行轉運堆存形成石堆6，石堆6設置在所述磚墻1背離所述巷道內(nèi)的采空區(qū)的一側下部。石堆6對充填擋墻下部進行保護和支撐。

47.最后待采場充填料漿穩(wěn)定后，將承載槽鋼進行拆卸，形成回收再利用，有效降低投入成本。在充填過程中及充填工作結束后，要密切觀察充填擋墻的穩(wěn)定性。如承載槽鋼發(fā)生了受力變形，則不進行拆卸，繼續(xù)發(fā)揮槽鋼的承載及穩(wěn)固擋墻的作用，如槽鋼及墻體均無發(fā)生任何變形，為了最大程度地降低充填擋墻的施工成本，可以將此類型的充填擋墻槽鋼進行拆卸。拆卸后的槽鋼可以再次利用制作另一個充填采場的充填擋墻，也可以用于井下不穩(wěn)固區(qū)域的巷道支護，從而達到“一次投入，多次循環(huán)利用”的目的。

48.本公開實施例的充填擋墻的施工方法使得充填擋墻的施工更加方便快捷、效率更高、成本更低，安全性得到顯著提高。充填采場的采空區(qū)得到有效封堵，采場穩(wěn)定性改善效果明顯。通過該充填擋墻的研發(fā)和應用，可以有效提高井下采場的充填效率，保證采空區(qū)的充填工作順利進行，為礦山企業(yè)節(jié)約充填采礦成本。

49.所屬領域的普通技術人員應當理解：以上任何實施例的討論僅為示例性的，并非旨在暗示本公開的范圍(包括權利要求)被限于這些例子；在本發(fā)明的思路下，以上實施例或者不同實施例中的技術特征之間也可以進行組合，步驟可以以任意順序實現(xiàn)，并存在如上所述的本發(fā)明的不同方面的許多其它變化，為了簡明它們沒有在細節(jié)中提供。

50.本發(fā)明的實施例旨在涵蓋落入所附權利要求的寬泛范圍之內(nèi)的所有這樣的替換、修改和變型。因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何省略、修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。技術特征：

1.一種用于礦山井下的充填擋墻，其特征在于，包括磚墻、承載槽鋼和連接桿，所述磚墻一側面對采空區(qū)，所述承載槽鋼設置于所述磚墻遠離所述采空區(qū)的一側；所述連接桿的一端與圍巖連接，所述連接桿的另一端與所述承載槽鋼連接。2.根據(jù)權利要求1所述的充填擋墻，其特征在于，所述承載槽鋼包括交叉排布的橫向槽鋼和豎向槽鋼。3.根據(jù)權利要求2所述的擋墻，其特征在于，所述橫向槽鋼和所述豎向槽鋼橫縱交錯布置的中心距離為0.5?0.8m。4.根據(jù)權利要求1?

3中任一項所述的充填擋墻，其特征在于，所述連接桿為螺紋鋼制成的錨桿，所述錨桿一端與所述圍巖錨固，另一端與所述承載槽鋼焊接。5.根據(jù)權利要求4所述的充填擋墻，其特征在于，所述錨桿的錨固深度為0.4～0.5m，錨固劑為水泥砂漿。6.根據(jù)權利要求1所述的充填擋墻，其特征在于：所述充填擋墻包括平鋪于所述磚墻靠近所述采空區(qū)一側側面的濾布，還包括貫通所述磚墻的導水管。7.根據(jù)權利要求1所述的充填擋墻，其特征在于，所述磚墻底端嵌入地面溝槽。8.根據(jù)權利要求1所述的充填擋墻，其特征在于，所述磚墻的兩側面設有砂漿面。9.根據(jù)權利要求1所述的充填擋墻，其特征在于，所述磚墻背離所述采空區(qū)的一側底部設有石堆。10.一種用于礦山井下的充填擋墻的施工方法，其特征在于，包括：在目標位置挖掘溝槽；將濾布底部鋪放在溝槽中，然后在濾布上方開始砌墻，在砌墻時，將導水管放入磚墻內(nèi)部；在砌墻臨結束前，將濾布頂端與磚墻連接為一體，并使濾布在磚墻靠近采空區(qū)的一側平展鋪開；在靠近磚墻的圍巖中裝入錨桿，將磚墻外側的橫向槽鋼和豎向槽鋼與對應的錨桿焊接；在磚墻遠離采空區(qū)的一側底部堆存形成石堆。

技術總結

本公開實施例提供一種用于礦山井下的充填擋墻及其施工方法，包括磚墻和承載槽鋼，所述磚墻一側面對采空區(qū)，所述承載槽鋼設置于所述磚墻遠離所述采空區(qū)的一側，所述連接桿的一端與圍巖連接，所述連接桿的另一端與所述承載槽鋼連接。本公開采用紅磚砌墻，有效降低了制造成本。承載槽鋼對磚墻進行了加固，提高了充填擋墻的抗彎能力。同時，承載槽鋼可以進行拆卸，達到一次投入，多次循環(huán)利用的目的。本公開的充填擋墻施工工序簡單便捷，施工人員的安全性得到有效保障。性得到有效保障。性得到有效保障。

技術研發(fā)人員：張浩強 董澤振 李冬萍 張剛 魏兆云 魏碧江 李群敬

受保護的技術使用者：中色國際礦業(yè)股份有限公司帕魯特金礦

技術研發(fā)日：2021.03.01

技術公布日：2021/6/7