巷道充填方法和巷道充填系统与流程

1.本发明涉及采矿技术领域，具体涉及一种巷道充填方法和巷道充填系统。


背景技术：

2.相关技术中，矿井使用充填方式为使用黄泥灌浆充填巷道，黄泥灌浆需砌筑溜矿井、人行滤水井、构筑混凝土隔墙和铺设混凝土底板的工序，需要在现场使用注浆机将充填料注入到需的墙体内，而且为了保证充填料固定到所需位置，因此需要施工水泥墙体来保证充填料到位，需要使用水泥打底板，施工步骤繁琐，施工量大且成本高。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种巷道充填方法和巷道充填系统。
4.本发明实施例的巷道充填方法，包括巷道充填系统，所述巷道充填系统包括滤水装置，所述滤水装置具有滤水孔，所述巷道充填方法包括以下步骤：
5.s1、在巷道内设置所述滤水装置，将所述滤水装置的边缘与所述巷道的壁面相连，以便所述滤水装置隔断所述巷道且所述滤水装置与所述巷道的壁面限定出封堵腔；
6.s2、将粉煤灰与水混合形成混合充填物；
7.s3、将所述混合充填物注入所述封堵腔内，以便所述混合充填物内的所述粉煤灰可充填所述封堵腔且所述混合充填物中的水可从所述滤水孔排出所述封堵腔。
8.因此，根据本发明实施例的巷道充填方法具有成本低、施工量小、施工时间少、环保和便于巷道防灭火的优点。
9.在一些实施例中，在所述步骤s1中，
10.将所述滤水装置设置在所述巷道内且使得所述滤水装置邻近所述巷道的尾部，所述滤水装置的边缘与所述巷道的顶壁面、底壁面和侧壁面相连，所述滤水装置与所述巷道的顶壁面、底壁面、周侧壁面和尾部壁面限定出放扬封堵腔；
11.和/或，将两个所述滤水装置设置在所述巷道内且使得两个所述滤水装置在所述巷道的长度方向上相对设置，每个所述滤水装置的边缘与所述巷道的顶壁面、底壁面和周侧壁面相连，两个所述滤水装置与所述巷道的顶壁面、底壁面和周侧壁面限定出夹馅封堵腔。
12.在一些实施例中，所述巷道充填系统包括挡水墙和抽水装置，所述挡水墙的厚度方向与所述巷道的长度方向一致；
13.在所述步骤s3中，在所述巷道内设置位于所述封堵腔外侧的所述挡水墙，所述挡水墙与所述巷道的底壁面和周侧壁面相连，所述挡水墙、所述滤水装置与所述巷道的底壁面和周侧壁面限定出抽水池；
14.将所述混合充填物注入所述封堵腔内，以便所述混合充填物内的所述粉煤灰可充填所述封堵腔且所述混合充填物内的水可通过所述滤水孔进入抽水池内，利用所述抽水装
置将所述抽水池内的水抽到所述巷道外。
15.在一些实施例中，所述巷道充填系统包括密闭墙，所述密闭墙的厚度方向与所述巷道的长度方向一致；
16.所述巷道充填方法还包括步骤s4，在所述巷道内设置邻近巷道入口的所述密闭墙，所述密闭墙的周侧与所述巷道的顶壁面、底壁面和周侧壁面相连以便所述密闭墙可封闭所述巷道入口。
17.在一些实施例中，所述滤水装置包括
18.支撑件，所述支撑件的厚度方向与所述巷道的长度方向一致，所述支撑件的至少部分插入所述巷道的壁面内；
19.滤水部，所述滤水部具有所述滤水孔，所述滤水部设在所述支撑件上，所述滤水部为滤水布、滤水膜和滤水网中的一者。
20.在一些实施例中，所述支撑件包括多个第一支撑板和多个第二支撑板，每个所述第一支撑板与至少一个所第二支撑板相连，所述第一支撑板沿水平方向延伸且所述第一支撑板的端部插入所述巷道的壁面内，多个所述第一支撑板沿上下方向间隔设置；所述第二支撑板沿上下方向延伸且所述第二支撑板的端部插入所述巷道的壁面内，多个所述第二支撑板沿水平方向间隔设置；
21.所述滤水部为所述滤水布，所述滤水布设在所述第一支撑板和所述第二支撑板上。
22.在一些实施例中，所述支撑件上设有多个间隔设置的固定板，所述滤水布与所述固定板相连，相邻两个所述固定板之间的间距大于等于5
㎝
且小于等于10cm。
23.在一些实施例中，在所述巷道的壁面上开设安装槽，安装槽的沿延伸方向与巷道的长度方向一致，所述滤水布的边缘位于所述安装槽内。
24.在一些实施例中，所述放扬封堵腔在所述巷道的长度方向的长度大于等于6m；所述夹馅封堵腔在所述巷道的长度方向的长度大于等于20m。
25.本发明还提出了一种巷道充填系统，所述巷道充填系统为本发明实施例的巷道充填方法中的巷道充填系统，所述封堵腔内设有充填料，所述充填料为粉煤灰。
附图说明
26.图1是根据本发明实施例的巷道充填系统示意图。
27.图2是根据本发明实施例的支撑件的正视图图。
28.图3是根据本发明实施例的支撑件的局部放大图。
29.附图标记：
30.巷道充填系统100；
31.巷道1，顶壁面11、底壁面12和侧壁面13，尾部壁面14，放扬封堵腔15，夹馅封堵腔16；
32.支撑件2，第一支撑板21，第二支撑板22，固定板23；
33.滤水部3；
34.挡水墙4；
35.密闭墙5。
具体实施方式
36.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
37.下面参考附图描述本发明实施例的巷道充填方法。如图1至图3所示，根据本发明实施例的巷道充填方法包括巷道充填系统100，巷道充填系统100包括滤水装置，滤水装置具有滤水孔，巷道充填方法包括以下步骤：
38.s1、在巷道1内设置滤水装置，将滤水装置的边缘与巷道1的壁面相连，以便滤水装置隔断巷道1且滤水装置与巷道1的壁面限定出封堵腔。
39.s2、将粉煤灰与水混合形成混合充填物。
40.s3、将混合充填物注入封堵腔内，以便混合充填物内的粉煤灰可充填封堵腔且混合充填物中的水可从滤水孔排出封堵腔。
41.相关技术中，矿井使用充填方式为使用黄泥灌浆充填巷道，黄泥灌浆需砌筑溜矿井、人行滤水井、构筑混凝土隔墙和铺设混凝土底板的工序，需要在现场使用注浆机将充填料注入到需的墙体内，而且为了保证充填料固定到所需位置，因此需要施工水泥墙体来保证充填料到位，需要使用水泥打底板，施工步骤繁琐，施工量大且成本高。
42.根据本发明实施例的巷道充填方法通过将滤水装置的边缘与巷道1的壁面相连，使得滤水装置隔断巷道1且滤水装置与巷道1的壁面限定出封堵腔。由此，将混合充填物注入封堵腔内后，可使得混合充填物中的水体从滤水装置的滤水孔流出封堵腔，使得混合充填物中的粉煤灰可填充在封堵腔内，从而使得粉煤灰可隔断(封堵)巷道1的至少部分，进而使得巷道1内的空气无法流通，以便达到巷道防灭火作用。相较于使用黄泥灌浆充填巷道，使用粉煤灰和水的混合充填物无需现场搅拌注入，水作为粉煤灰的载体，只需将粉煤灰和水混合形成的混合充填物从地面独立的充填系统的管路直接向需要充填的位置注入，即可完成粉煤灰的充填，从而使得充填料的充填工序较为简单。而且固定充填料(粉煤灰)不需要施工水泥墙体和底板，从而可减少施工步骤，只需滤水装置进行阻挡、限位，进而降低施工量和施工成本，节约了采煤工作面回撤的工时。使采煤工作面在煤炭的自然发火期内完成充填封闭工作，防止了因采煤工作面回撤时间过长导致的煤炭自然发火。且粉煤灰为生产废料，采用粉煤灰材料成本低且较为环保。
43.因此，根据本发明实施例的巷道充填方法具有成本低、施工量小、施工时间少、环保和便于巷道防灭火的优点。
44.本发明还提出了一种巷道充填系统100，下面根据本发明实施例的来具体说明根据本发明实施例的巷道充填方法。
45.如图1至图3所示，巷道充填系统100包括滤水装置，滤水装置具有滤水孔。具体地，滤水装置包括支撑件2和滤水部3。支撑件2的厚度方向与巷道1的长度方向一致，支撑件2的至少部分插入巷道1的壁面内，支撑件2具有透水孔。
46.滤水部3具有滤水孔，滤水部3设在支撑件2上，滤水部3为滤水布、滤水膜和滤水网中的一者。也就是说，滤水部3为具有滤水孔的柔性材料，滤水部3设在支撑件2上以便支撑件2可支撑滤水部3保持展开状态。
47.巷道1的壁面包括顶壁面11、底壁面12、周侧壁面13和尾部壁面14，顶壁面11和底壁面12在上下方向相对设置，顶壁面11位于底壁面12的上方。周侧壁面13为两个且在水平
方向相对设置，两个周侧壁面13均与顶壁面11和底壁面12相连。尾部壁面14位于巷道1的尾部，尾部壁面14的周侧与顶壁面11、底壁面12和两个周侧壁面13相连。
48.滤水装置和厚度方向与巷道1的延伸(长度)方向一致，支撑件2的边缘(滤水装置的边缘)插入巷道1的壁面(顶壁面11、底壁面12和周侧壁面13)内，从而使得滤水装置隔断巷道1且滤水装置(支撑件2和滤水部3)与巷道1的壁面限定出封堵腔。封堵腔内用于放置充填料来隔断巷道1从而防止巷道1通风，充填料为粉煤灰。例如，巷道1的长度方向和支撑件2的厚度方向为前后方向，两个周侧壁面13在左右方向相对设置，尾部壁面14为巷道1的后壁面。上下方向如图1和图2中的箭头所示，前后方向如图1中的箭头所示，左右方向如图2中的箭头所示。
49.如图2所示，在一些实施例中，支撑件2包括多个第一支撑板21和多个第二支撑板22，每个第一支撑板21的延伸方向和每个第二支撑板22的延伸方向均垂直与巷道1的延伸方向。
50.第一支撑板21沿水平方向延伸且第一支撑板21的端部(边缘)插入巷道1的壁面(周侧壁面13和顶壁面11)内，多个第一支撑板21沿上下方向间隔设置。第二支撑板22沿上下方向延伸且第二支撑板22的端部(边缘)插入巷道1的壁面(顶壁面11和底壁面12)内，多个第二支撑板22沿水平方向间隔设置。具体地，相邻两个第一支撑板21的距离大于等于0.5米且小于等于1.3米，相邻两个第二支撑板22的距离大于等于0.3米且小于等于1米。由此，多个第一支撑板21和多个第二支撑板22中的每一者可固定在巷道1内，且每个第一支撑板21与至少一个第二支撑板22相连，从而使得多个第一支撑板21和多个第二支撑板22可构成支撑滤水部3的架体且便于水体穿过支撑件2。例如，第一支撑板21沿左右方向延伸，多个第二支撑板22沿左右方向间隔设置，相邻两个第一支撑板21在上下方向上的距离为1米，相邻两个第二支撑板22在左右(水平)方向上的距离为0.5米。
51.滤水部3为滤水布，滤水布设在第一支撑板21和第二支撑板22上。滤水布包括纱布等布匹，每个支撑件2上可设置多层滤水布，滤水布的滤水孔的孔径小，从而便于过滤水体且使得粉煤灰留在封堵腔内。
52.如图3所示，在一些实施例中，支撑件2上设有多个间隔设置的固定板23，滤水布与固定板23相连，相邻两个固定板23之间的间距大于等于5
㎝
且小于等于10cm。具体地，固定板23的延伸方向垂直与巷道1的长度方向，在第一支撑板21和第二支撑板22上设有多个间隔设置的并排排布的固定板23。滤水布与固定板23相连，从而使得固定板23可更加均匀地支撑滤水布，进而防止滤水布在混合充填物的压力下损坏。例如，多个固定板23的延伸方向为左右方向，多个固定板23之间均间隔设置。
53.在一些实施例中，巷道的壁面(顶壁面11、底壁面12和周侧壁面13)上开设安装槽，安装槽的延伸方向(深度方向)与巷道1的长度方向一致，滤水布的外周轮廓与安装槽的形状相适配，滤水布的边缘位于安装槽内。具体地，滤水布的边缘与(环形)安装槽的底壁面(垂直与巷道的延伸方向的壁面)贴合，且滤水布设在支撑件2上，支撑件2的边缘部分伸入安装槽内且将滤水布压向安装槽的底壁面，之后封盖安装槽，从而使得支撑件2与滤水布与巷道1的壁面连接稳固。
54.如图1所示，在步骤s1中，在巷道1内设置滤水装置，将滤水装置的边缘与巷道1的壁面相连，以便滤水装置隔断巷道1且滤水装置与巷道1的壁面限定出封堵腔。具体地，封堵
腔包括放扬封堵腔15和夹馅封堵腔16，放扬封堵腔15为滤水装置与巷道1的采空区(邻近巷道1的尾部壁面14)限定出的封堵腔，夹馅封堵腔16可以为巷道1中间位置处的封堵腔，夹馅封堵腔16的数量可以为多个。可在巷道1内设置放扬封堵腔15和/或夹馅封堵腔16，即可在巷道1内设置放扬封堵腔15和夹馅封堵腔16中的至少一者，支撑件2在巷道1的长度方向位于滤水部3远离封堵腔的一侧。
55.在一些实施例中，在步骤s1中，将滤水装置设置在巷道1内且使得滤水装置邻近巷道1的尾部，滤水装置的边缘与巷道1的顶壁面11、底壁面12和侧壁面13相连，滤水装置与巷道1的顶壁面11、底壁面12、周侧壁面13和尾部壁面14限定出放扬封堵腔15。具体地，在巷道1内邻近尾部壁面14的位置内设置支撑件2和滤水部3，将支撑件2和滤水部3的至少部分与巷道1的顶壁面11、底壁面12和侧壁面13相连，支撑件2和滤水部3在巷道1的长度方向与尾部壁面14相对设置，从而使得滤水装置与巷道1的顶壁面11、底壁面12、周侧壁面13和尾部壁面14限定出放扬封堵腔15。在巷道1尾部设置一个滤水装置并限定出放扬封堵腔15可充填采空区，防治采空区漏风，起到防灭火作用。
56.在一些实施例中，放扬封堵腔15在巷道1的长度方向的长度大于等于6m。具体地，滤水装置(支撑件2和滤水部3)在巷道1的长度方向上的距离大于等于6m。例如，放扬封堵腔15在巷道1的长度方向(前后方向)的长度为8m。
57.在一些实施例中，在步骤s1中，将两个滤水装置设置在巷道1内且使得两个滤水装置在巷道1的长度方向上相对设置，每个滤水装置的边缘与巷道1的顶壁面11、底壁面12和周侧壁面13相连，两个滤水装置与巷道1的顶壁面11、底壁面12和周侧壁面13限定出夹馅封堵腔16。具体地，在巷道1中间位置内设置两个滤水装置，每个滤水装置的支撑件2和滤水部3的至少部分与巷道1的顶壁面11、底壁面12和侧壁面13相连。从而使得两个滤水装置与巷道1的顶壁面11、底壁面12、周侧壁面13和尾部壁面14限定出放扬封堵腔15。在巷道中间位置设置至少一个夹馅封堵腔16可隔断巷道1，防止巷道1通风，起到防灭火作用。
58.在一些实施例中，夹馅封堵腔16在巷道的长度方向的长度大于等于20m。具体地，限定出夹馅封堵腔16的两个滤水装置在巷道1的长度方向上的距离大于等于20m，从而可使得填充后的粉煤灰隔断、防风效果好。例如，夹馅封堵腔16在巷道的长度方向(前后方向)的长度为30m。
59.在步骤s2中，将粉煤灰与水混合形成混合充填物。具体地，在充填系统中，将粉煤灰与水混合后，无需增加其他混合物，水作为粉煤灰的载体，直接将浆体状态的混合物注入充填管路即可向充填位置注入粉煤灰，从而使得粉煤灰易与输送至封堵腔内。
60.如图1所示，在步骤s3中，将混合充填物注入封堵腔内，以便混合充填物内的粉煤灰可充填封堵腔且混合充填物中的水可从滤水孔排出封堵腔。
61.在一些实施例中，巷道充填系统100包括挡水墙4和抽水装置，挡水墙4的厚度方向与巷道1的长度方向一致。具体地，在巷道1内设置位于封堵腔外侧的挡水墙4，挡水墙4与巷道1的底壁面12和周侧壁面13相连，挡水墙4、滤水装置与巷道1的底壁面12和周侧壁面13限定出抽水池。例如，挡水墙的厚度方向为前后方向，每个封堵腔两侧均设有挡水墙4，两个封堵腔之间可设置一个挡水墙4。
62.在步骤s3中，将混合充填物注入封堵腔内，以便混合充填物内的粉煤灰可充填封堵腔，从而使得粉煤灰可隔断(封堵)巷道1的至少部分，进而使得巷道1内的空气无法流通，
以便达到巷道防灭火作用。混合充填物内的水可通过滤水孔进入抽水池内，利用抽水装置将抽水池内的水抽到巷道1外。
63.在一些实施例中，巷道充填系统100包括密闭墙5，密闭墙5的厚度方向与巷道1的长度方向一致。例如，密闭墙5的厚度方向为前后方向。
64.巷道充填方法还包括步骤s4，在步骤s4中，在巷道1内设置邻近巷道1入口的密闭墙5，密闭墙5的周侧与巷道1的顶壁面11、底壁面12和周侧壁面13相连以便密闭墙5可封闭巷道1入口。从而进一步减少巷道1漏风，达到防灭火的作用。
65.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
66.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
67.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
68.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
69.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
70.尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。