[0001] 本发明于分支溜井充填技术领域，尤其涉及一种矿山溜破系统垮塌分支溜井充填治理方法。

[0002] 某矿山深部溜破系统，包括竖直的1#矿石溜井、2#废石溜井、与所述两条主溜井侧向相通的斜溜井、以及位于所述主溜井和斜溜井的下井口下方的破碎硐室。因采区穿过的岩层节理发育、破碎、整体性差，建成投产后，经多年溜矿冲击，1#溜井在中上部位分支溜井其底部放矿漏斗20米以上出现原约横截面积10m2垮塌至最大约200m2的近4500m3总体积的垮塌，该分支溜井由于已无法修复还需在垮塌范围外另设计分支溜井以避免影响上部中段生产供矿，该垮塌分支溜井一是严重影响了周边2#溜井的稳固；二是溜井上部中段车场区域卸矿运输巷下部为垮塌空区，存在很大安全隐患；三是严重的时候会导致两个或多个溜井贯穿，导致整个溜矿系统报废；四是岩层垮塌处分支复合节理裂隙十分发育，要防止治理期间再次发生垮塌。因此需最快速度对1#主溜井中上部分支溜井进行加固治理，治理期间不影响下部及周边溜矿井正常生产。

[0003] 若采用C20浇砼回填该垮塌分支溜井，一是混凝土的生产成本和运输成本高，受混凝土材料地面向井下提升系统下放制约，在不影响系统生产条件下平均浇灌能力约50m3/日，治理施工工期需45天左右，同时倒入溜井中的混凝土少量析水仍可能在长时间条件下进一步软化节理发育分支溜井垮塌区岩层，在较长治理期间不能预防井内新的塌方或造成1#、2#主溜井贯通报废停产。

[0004] 若采用该矿分级尾砂胶结充填工艺处理该报废分支溜井垮塌空区隐患，虽然可一定程度提高空区治理效率，但需先拆除分支溜井的放矿钢结构振动放矿斗并需制作1m厚的钢筋混凝土充填挡墙进行封闭，由于该井口放矿斗下方的溜井车场和破碎硐室仍有供矿生产，拆除分支溜井放矿设施及制作充填挡墙势必影响该分段主溜井的供矿生产和直接在垮塌空区下部的主溜井边作业存在井筒高空与受限空间及动火作业等多种极高风险生产作业问题；另外在采用平均73％的料浆浓度及1：5灰砂比料浆时，整个分支溜井充填料浆泌水将至少达500m3，若单次按其充填系统最大能力1000m3进行充填，每次充填泌水也将达100m3以上，大量充填料浆泌水对该分支溜井下部井口硐室或岩缝渗出，进入该分支溜井下部的生产主溜井内时均会容易造成溜井放矿垮斗、发生泥石流等事故隐患。

[0025] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0026] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0027] 如图1‑4所示，一种矿山溜破系统垮塌分支溜井充填治理方法，其特征在于，包括以下步骤；

[0028] S1:防水措施:对分支溜井底部漏头无挡墙密闭防水。

[0029] 1#主溜井塌方的分支溜井将内部渣石出空后，在井口最上方向溜井丢入长宽为2m3 3
×2m钠基膨润土防水毯约100条，再倒入约30m左右废石压实，最后倒入C20商砼约50m 先在分支溜井内垮塌空区下部确保废石与防水毯形成井底高强度密闭阻水塞。钠基膨润土防渗毯内可形成许多小的纤维空间，使膨润土颗粒不能随意滚动，在遇水时膨润土颗粒会吸水急剧膨胀，在上下两层土工布和刺针的限制下，在毯内迅速横向扩张联结形成高密度的粘‑9
稠状胶体防水层，吸水膨胀后的钠基膨润土的透水系数会降到K＝α×10 cm/s(α＝1～9)以下，有效地防止后期充填料浆凝固前泌水的渗漏。

[0030] S2:充填工艺:采用本矿分级粗尾砂作为充填骨料，利用矿山充填胶固料厂设备生产改性硫铝酸盐水泥，作为充填固结剂，实现高水、速凝、早强的尾砂胶结充填工艺。

[0031] 所述步骤S2采用高水、速凝、早强的尾砂胶结充填，利用该矿充填胶固料厂球磨机等设备生产一种改性硫铝酸盐水泥，具体配方为硫铝酸盐水泥熟料占比8％‑20％、选铁高炉水淬渣或S95微矿粉30％‑55％、电厂脱硫石膏20％‑30％、电石渣3％‑6％及固态硅酸钠2
0.6％‑1.5％共同磨细至比表面积4000cm/g，制成的具有高早强性能的水硬性胶凝材料替代胶固粉或普通水泥作为充填固结剂；另外该改性硫铝酸盐水泥物理性能主要为初凝时间≥30min；终凝时间≤90min，0.08mm方格筛筛余不大于3.0％，其单位用水量为自身质量的
2.5倍以上。因此，改性硫铝酸盐水泥用于尾砂胶结充填料浆进入空区后，随着水化反应进行，30分钟时间后很快能将充填料浆多余水固化形成钙钒石，高水材料结晶体不断长大，并填补水泥石内孔隙结构，这种体积增长在有限空间进行，对井筒和地层均产生预应力，因而增加水泥石与井壁、地层两界面的胶结力，3小时内充填体的抗压强度达到1Mpa以上，避免大量的充填料浆泌水淤积井内形成隐患的同时还大幅降低了充填体的渗透压力。该改性硫铝酸盐水泥生产检测合格的各期龄强度等级标准如下。

[0032]

[0033] S3:充填系统:用该矿现有立式砂仓充填。

[0034] 采用分级粗尾砂作为充填骨料，平均充填浓度70％，灰砂比1：5。选厂浓度为约18％浓度尾矿浆由充填站碴浆泵分别打入立式砂仓顶的φ150水力旋流器进行分级，分级粗粒尾砂落入立式砂仓中作为充填骨料。进行充填放砂时，打开立式砂仓底部的放砂闸门，分别通过仓底环形喷管高压风与高压水的“风水联动造浆方式”，控制放出约70％浓度砂浆至搅拌桶，同时水泥仓中的充填胶结材料通过螺旋电子称计量给进入搅拌桶共同进行搅拌，搅拌及输送平均浓度70％，井下管路两相流自流输送方式进入该1#溜矿井上口。

[0035] 可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。