充填法是指伴随落矿、运搬及其他作业的同时,用充填料充填采空区的方法。充填的目的是支护采空区两帮岩石,并为继续进行上面分层回采造成立足的底板。它适用于矿石和围岩不稳固,不允许有较大暴露面的矿床;地表需要保护的矿床;稀有或高品位的矿床;有自燃性的硫化矿床;赋存条件复杂的矿床等。
矿山充填的目的:
1、支护岩层,矿山充填系统主要构成要素,控制采场地压活动;
2、防止地表沉陷,保护地表地物;
3、提供继续向上回采的工作平台(类似于留矿法功能);
4、改善矿柱受力状态(由单轴受压变为三轴受压),保证大限度地回收矿产资源;
5、保证安全回采有内闪火灾危险的高硫矿床;
6、控制深井开采岩爆,降低深部地温;
7、保证露天、地下联合开采时生产的安全;
8、处理同体废料,保护环境。
充填站的充填系统是将充填料从制备、仓储、制浆到输送至充填区的各个环节或单元的总成。充填方法与充填料输送方法不同,充填系统的组成单元和功能不同。就应用普遍的水力输送而言,一般包括充填料制备、充填料仓储、料浆制备与计量控制、管路输送等4个模块。
充填站设置料仓或堆场,采用振动放料形式,新疆充填,通过皮带传送至搅拌桶制浆。分级尾砂搅拌相对简单,全尾砂充填为避免细粒部分絮凝结团,需要采用强力活化搅拌技术。
主要有钻探取芯和物探为主。3.4.1钻探钻探取芯是采空区治理工程质量监测工作中的主要技术和方法。通过钻孔取芯,可根据钻探取芯率和提取的岩芯的破碎程度,判断浆液体与围岩的胶结程度。同时,根据钻探过程中冷却液的损失量,可判断浆液对破碎岩层充填和胶结后的完整程度,并采取一定量的浆液岩石体进行室内抗压强度试验,检测其强度是否达到质量要求标准值。另外,矿山充填系统工艺流程设计,通过钻孔可进行孔内波速测试和压水试验,为物探检测和压水试验提供工作平台。
全充填式注浆法是在地表利用地质钻机钻至采空区煤层底板,通过注浆泵、注浆管、纯水泥浆或粉煤灰水泥混合浆液注入采空区冒落带及其上覆岩层裂隙中,浆液经过固化、胶结岩层裂隙带,尾矿充填设备有那些技术要求,与注入冒落带内的浆液形成体,提高了岩石的结构强度,对采空区上覆岩层形成支撑作用,进而保证了路基的稳定。全充填式注浆法治理煤矿采空区的理论基础源自于水利水坝注浆的工程实践。水利工程对坝基裂隙采用的是高压劈裂式注浆法,在高压的作用下使受注基岩裂隙劈开,浆液进入基岩裂隙,裂缝而固结,从而使大坝坝基固为一体。煤矿采空区的形成特点表明:由于煤层被大面积开采,使煤层顶板及其上覆基岩发生塌落变形,据矿山沉降学理论可知,煤层顶板在初次发生大面积垮落后,在其上覆基岩中自下而上形成了冒落带、裂隙带、弯曲带,即矿山沉陷学中常说的三带。