本发明涉及一种金属矿井下空场嗣后充填全断面柔性脱水方法。
背景技术：
传统的空场采矿法形成大量采空区，导致地表沉陷、山体开裂或者坍塌、采场垮落等灾害。随着国家对矿山开采安全、环保要求的不断提高，金属矿空场嗣后充填采矿法得到越来越广泛的应用。金属矿采场充填是指将尾矿或其他骨料等一种或多种充填骨料、胶凝材料、水等在搅拌装置混合，并均匀搅拌成充填料浆，充填料浆通过自流输送或者泵压输送至井下待充采场。由于充填料浆中含有大量的水，若不及时排出，不仅会使充填挡墙承受较大的压力，易造成跑浆等安全事故，而且影响充填料浆浓度的提高，进而影响充填体强度，为相邻采场的回采带来安全隐患。因此金属矿山嗣后充填采场快速脱水尤为重要。
现有技术中，金属矿嗣后充填采场一般采用波纹管包裹土工滤布的脱水方式，其施工工艺为：首先工作人员用手钻沿波纹管径向钻凿圆孔，一周约5～6个，轴向间交错布置，呈梅花状，可根据实际情况选择钻孔密度。每两根波纹管间用专用管夹连接并用铁定固定，直至连接至合适长度，然后在波纹管表层包裹2～3层土工滤布，用来阻隔充填料浆中的骨料、胶凝材料渗出。同时，用铁丝贯穿波纹管内部，用来加固波纹管，防止使用过程中脱落。将加工好的波纹管从采场顶部下放采场底部挡墙位置，脱水管上端用锚杆固定在围岩上，下端固定在挡墙上。采场中的水通过波纹管流至挡墙外。
现有技术的缺点：
1)施工工艺复杂，不仅需要人工钻孔，还需要额外包裹土工滤布，人工强度大；
2)过水面积小，脱水效率低，由于波纹管只能在采场中的水达到相应高度的钻孔时，才会有水泌出，不仅减缓了采场充填作业循环速度，而且采场存储的水直接影响充填胶结充填体水化反应和强度增长；
3)脱水含泥量大，利用手钻在波纹管上打孔，孔径一般在5～10mm，外部包裹的土工滤布孔径相对较大，会有较多的泥质颗粒排出，导致大量胶凝材料随其渗出，胶凝材料的外排势必会引起胶结充填体强度降低。
4)当采场高度较大，需要连接的波纹管较多，重量大，硬度高，容易在连接处、转弯处断裂，从而导致充填料浆流失或堵塞脱水管，造成采场无法脱水。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种金属矿井下空场嗣后充填全断面柔性脱水方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的金属矿井下空场嗣后充填全断面柔性脱水方法，根据空场高度选择合适长度的全断面脱水管，从空场上部下放至空场底部，并固定在空场底部的挡墙上，全断面脱水管上部固定在锚杆上；
所述全断面脱水管的结构包括骨架，所述骨架外依次为包裹透水层、过滤层、被覆层。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的金属矿井下空场嗣后充填全断面柔性脱水方法，由于采用全断面脱水管，利用“毛细”现象和“虹吸”原理，周身全断面透水，集吸水、透水、排水为一体，具有工程设计要求的耐压、透水及反滤作用。并具有透水面积大、抗压强度高、铺设要求低、结构轻便耐用，综合成本低等优点。不因地质、地理温度变化而发生断裂，并可达到排放洁净水的效果，不会对环境造成二次污染，属于新型环保产品。其施工简便，无接头，对地质、地形无特殊要求。
附图说明
图1为本发明实施例中全断面脱水管的端面结构示意图。
图2为本发明实施例中全断面脱水管的侧面结构示意图。
图中：
1、骨架，2、透水层，3、被覆层，4、过滤层。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的金属矿井下空场嗣后充填全断面柔性脱水方法，其较佳的具体实施方式是：
根据空场高度选择合适长度的全断面脱水管，从空场上部下放至空场底部，并固定在空场底部的挡墙上，全断面脱水管上部固定在锚杆上；
所述全断面脱水管的结构包括骨架，所述骨架外依次包裹透水层、过滤层、被覆层。
所述骨架为经防腐处理并外覆保护层的弹簧钢丝圈。
所述保护层采用聚氯乙烯材料。
所述过滤层采用渗透性土工织物，所述被覆层采用聚合物纤维编织物。
所述过滤层采用无纺布，其孔径为125μm。
本发明的金属矿井下空场嗣后充填全断面柔性脱水方法，提高脱水效率，降低含泥量，减少充填作业循环时间，降低工人劳动量，同时，可提高充填料浆浓度，进而提高充填体强度，保证周边采场回采的安全性。解决了目前金属矿山嗣后充填采场波纹管脱水存在的过水面积小、脱水效率低、含泥量大、连接不方便、施工复杂、工人劳动强度大等弊端。
本发明采用全断面脱水管替代波纹管开展嗣后充填采场脱水工作，全断面脱水管是一种经防腐处理并外覆聚氯乙烯(pvc)或其他材料作保护层的弹簧钢丝圈作为骨架、以渗透性土工织物及聚合物纤维编织物为管壁包裹材料组成的复合型土工合成管材。渗透土工织物及聚合物纤维编织物可替代波纹管外裹滤布。
全断面脱水管利用“毛细”现象和“虹吸”原理，周身全断面透水，集吸水、透水、排水为一体，具有工程设计要求的耐压、透水及反滤作用。并具有透水面积大、抗压强度高、铺设要求低、结构轻便耐用，综合成本低等优点。不因地质、地理温度变化而发生断裂，并可达到排放洁净水的效果，不会对环境造成二次污染，属于新型环保产品。其施工简便，无接头，对地质、地形无特殊要求。
具体实施例：
如图1、图2所示，为实施例中全断面脱水管的结构示意图。
全断面脱水管施工方法为：
根据空场高度选择一根合适长度的全断面脱水管，从空场上部慢慢下放至空场底部，由空场底部挡墙位置的工作人员用勾至挡墙合适位置固定，上部用铁丝或者布条等绳索固定在锚杆。
实例1：在某矿山-600mn8#s采场，开展脱水管脱水性能对比试验。
上部硐室铺设一条全断面脱水管，右侧铺设三条脱水管，其中外侧两条为全断面脱水管，中间一条为波纹管。三条脱水管的管径均为dn100，全断面脱水管过滤层使用的无纺布孔径为125μm，波纹管外裹滤布为500μm。试验测试了两种脱水管的脱水能力及脱水含泥率，试验方法为每隔15min取样，用秒表测试固定脱水量所用时间。用集水瓶收集试样水，待烘干后测试含泥量，并计算含泥率，试验数据见表1.
表1-600m中段n8#s脱水试验数据
实例2：在某矿山-455m中段s3#采场，开展脱水管脱水性能对比试验。
脱水管铺设分别架设全断面脱水管和波纹管，左侧两条为波纹管，右侧为全断面脱水管。三条脱水管的管径均为dn100，全断面脱水管过滤层使用的无纺布孔径为125μm，波纹管外裹滤布为500μm。试验测试了两种脱水管的脱水能力及脱水含泥率，试验方法为每隔15min取样，用秒表测试固定脱水量所用时间。用集水瓶收集试样水，待烘干后测试含泥量，并计算含泥率，试验数据见表2.
表2-455m中段s3#脱水试验数据
本发明技术方案带来的有益效果：
全断面脱水管施工相对波纹管施工工艺简单，不需要打孔、不需要外裹土工过滤布、不需专用接头对接，不需要利用钢丝贯穿脱水管内部固定。
从表1、表2可知，全断面脱水管脱水效率是相同管径的波纹管脱水效率的1.3～5.0倍，以2.0～3.0倍为主。说明全断面脱水管的脱水效率明显提高，在充填同样体积的料浆时，可缩短排水的时间，从而减少两次充填的时间间隔，提高了充填作业循环效率。采场中大量水的排出，有助于充填料浆浓度的提高，进而充填体强度得到提高，保证了周边采场回采的安全性。
全断面脱水管脱水含泥率更低，不仅可减少巷道的二次污染，而且代表采场脱出水中的胶凝材料的量也减少，同样有利于充填体强度的提高。
具体实施中，可以不采用防锈弹簧圈支撑管体，用其他构件支撑管体。关键点为选择合适的全断面脱水管，包括合适的管径及合适的过滤层孔径。采用全断面脱水管在井下充填采场开展脱水工作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。