一种砌体式滤水充填挡墙砌块结构及组砌方法

技术领域

本发明涉及采矿工程技术领域，特别是指一种砌体式滤水充填挡墙砌块结构及组砌方法。

背景技术

随着绿色矿山的持续深入推进，充填采矿法已逐步成为金属矿山最常使用的采矿方法之一。将选矿尾砂制备成充填料浆回填至地下采场及采空区，不仅可解决矿山固废地表堆存问题，还可提高地下开采安全性及回采效率。为满足充填料浆长距离、大流量输送要求，料浆内通常含有大量自由水。料浆进入采场后发生泌水现象，为提高采场内料浆浓度保证充填体整体强度，须将对充填料浆进行脱水。作为充填采矿法中必不可少的工艺环节，充填挡墙一方面须封闭充填采场防止料浆外漏，另一方面则须对料浆进行过滤脱水。现有充填挡墙工艺面临着滤水效率、承载强度与施工便捷性难以兼得的技术困境，且随着充填体量的逐步上升，充填挡墙的安全性能及滤水效率变得更为重要。

现有技术中公开的矿井可滤水充填挡墙，通过布置钢筋网和龙骨架浇筑混凝土构筑挡墙本体，并在挡墙本体内部设置滤水孔，以达到提高充填挡墙承载能力的目的。但该技术方案存在着整体充填构筑工艺复杂，使用材料为现场废弃料，难以保障构筑材料质量稳定的缺点。

现有技术公开的格栅式泌水充填挡墙，通过布置包括格栅模袋在内的挡墙组件、前支撑墙及后支撑墙等构件架设充填挡墙，达到有效封堵待充空区采场的同时确保挡墙脱水能力的目的。但该技术方案存在着挡墙结构复杂，技术要求高，推广难度大等缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种砌体式滤水充填挡墙砌块结构及组砌方法，以提高滤水效率及充填体整体强度，简化充填挡墙构筑工艺。

该砌块结构由砌块实体上构筑空心结构得到，空心结构包括导流槽、连通槽和贯通孔，砌块呈长方体状，砌块内部居中对称布置有2个贯通砌块短轴垂向表面的圆柱状贯通孔，砌块短轴垂向表面以贯通孔圆心为中心呈“十”字对称布置半圆柱状导流槽，砌块短轴垂向表面两贯通孔之间，沿砌块纵向居中布置有连通贯通孔的半圆柱状连通槽。

其中，砌块整体呈长方体状，尺寸为390mm×190mm×190mm。

砌块内部居中对称布置有2个贯通砌块上、下表面的圆柱状贯通孔，贯通孔直径130mm，孔深190mm，贯通孔圆心距砌块边缘95mm，两个贯通孔圆心水平间距200mm。

砌块上、下表面以贯通孔圆心为中心呈“十”字对称布置有直径60mm、深30mm半圆柱状导流槽。

砌块上、下表面两贯通孔之间，沿砌块纵向居中布置有连通贯通孔的直径60mm、深30mm半圆柱状连通槽。

该砌块结构的组砌方法，具体为：首先组成基本组砌单元，然后将基本组砌单元按单排、多层布置成充填挡墙。

其中，基本组砌单元由6个砌块分上下两层组成；下层在近荷载端铺设2块丁砖，远荷载端铺设1块顺砖；上层在近荷载端铺设1块顺砖，远荷载端铺设2块丁砖。

上述，丁砖为纵向与荷载方向平行的砌块，顺砖为纵向与荷载方向垂直的砌块。

充填挡墙布置中，同排基本组砌单元纵向沿荷载方向平行布置，为避免形成通缝，相邻上、下两层基本组砌单元间错开一个丁砖同向铺设。

充填挡墙中基本组砌单元的层数不少于2层。

在砌筑过程中严格控制砌体垂直度和平整度及灰缝宽度，砌筑灰缝应横平竖直。勾缝应确保连通挡墙两侧的导水槽、连通槽及砌体内贯通孔不被砂浆堵塞，保证导水通道顺畅。

砌体与巷道帮壁及底板连通的导水槽、连通槽及贯通孔应使用砂浆密封完好，避免漏浆。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，可使充填滤水沿砌块表面的导水槽进入砌块内部，并通过贯通孔及连通槽汇集、疏导至所示挡墙另一侧，实现滤水效果，达到提高料浆浓度和整体强度的目的。

通过此技术方案，可实现充填挡墙高效滤水，所提出的一种砌体式滤水充填挡墙砌块具有结构简单，易于制作成型，成本低廉，拆卸后可重复利用等优点；所提出的一种砌体式滤水充填挡墙组砌方法具有适用范围广、工艺简单、承载能力强，高效安全等优点。综上所述，本发明可实现充填挡墙高效、安全滤水，提高充填体整体强度，简化充填挡墙构筑工艺，为地下采矿充填挡墙滤水技术提供了新思路。

附图说明

图1为本发明的砌体式滤水充填挡墙砌块结构三视图，其中，图1(a)为主视图，图1(b)为左视图，图1(c)为俯视图；

图2为本发明的砌体式滤水充填挡墙砌块结构效果图；

图3为本发明的砌体式滤水充填挡墙砌块基本组砌单元效果图；

图4为本发明的砌体式滤水充填挡墙组砌方法图；

图5为本发明的砌体式滤水充填挡墙锚杆网片施工图；

图6为本发明的砌体式滤水充填挡墙砌筑施工图；

图7为本发明的砌体式滤水充填挡墙整体效果图。

图中：100—砌块；101—砌块实体；102—导流槽；103—连通槽；104—贯通孔；200—锚杆；300—钢筋；400—网片；500—土工布；600—巷道。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种砌体式滤水充填挡墙砌块结构及组砌方法。

如图1所示，该砌块结构由砌块实体101上构筑空心结构得到，空心结构包括导流槽102、连通槽103和贯通孔104，砌块呈长方体状，砌块内部居中对称布置有2个贯通砌块短轴垂向表面的圆柱状贯通孔104，砌块短轴垂向表面以贯通孔104圆心为中心呈“十”字对称布置半圆柱状导流槽102，砌块短轴垂向表面两贯通孔104之间，沿砌块纵向居中布置有连通贯通孔104的半圆柱状连通槽103。

利用该砌块结构的组砌方法，具体为：首先组成基本组砌单元，然后将基本组砌单元按单排、多层布置成充填挡墙。

下面结合具体实施例予以说明。

如图1和图2所示，在具体设计中，砌块整体呈长方体状，尺寸为390mm×190mm×190mm。

砌块100内部居中对称布置有2个贯通砌块100上、下表面的圆柱状贯通孔104，贯通孔104直径130mm，孔深190mm，贯通孔104圆心距砌块100边缘95mm，两个贯通孔104圆心水平间距200mm。

砌块100上、下表面以贯通孔104圆心为中心呈“十”字对称布置有直径60mm、深30mm半圆柱状导流槽102。

砌块100上、下表面两贯通孔104之间，沿砌块100纵向居中布置有连通贯通孔104的直径60mm、深30mm半圆柱状连通槽103。

砌块应由低透水性材料制成。

砌块制好后，进行组砌，步骤如下：

S1)锚杆网片架设：在设计挡墙架设位置预先扒平底板，并向巷道600帮壁及顶板布置锚杆200，使用钢筋300焊接锚杆200外露部分，并于钢筋300上捆扎金属网片400或土工格栅，铺设土工布500覆盖整个巷道600断面，如图5所示。

S2)砌体工程：

参照图3～7，砌块纵向与荷载方向平行为丁砖，砌块纵向与荷载方向垂直为顺砖。

基本组砌单元由6个砌块100组成，分为上、下两层。下层，近荷载端铺设2块丁砖，远荷载端铺设1块顺砖；上层，近荷载端铺设1块顺砖，远荷载端铺设2块丁砖。基本组砌单元尺寸590mm×390mm×390mm，如图3所示。

本发明所提供的一种砌体式滤水充填挡墙，由单排、多层上述基本组砌单元构成，同排基本组砌单元纵向沿荷载方向平行布置，为避免形成通缝，上、下层基本组砌单元间错开一个丁砖同向铺设，如图4和图6所示。

砌筑过程中严格控制砌体垂直度和平整度，砌筑灰缝应横平竖直，灰缝宽度控制在10±2mm。勾缝应确保连通挡墙两侧的导水槽102、连通槽103及砌块100内贯通孔104不被砂浆堵塞，保证导水通道顺畅。

砌块应紧贴网片及土工布，与巷道600帮壁及底板连通的导水槽102、连通槽103及贯通孔104应使用砂浆密封完好，避免漏浆。

上述一种砌体式滤水充填挡墙整体效果如图7所示。承载砌体厚度约为590mm，充填料浆泌出水通过土工布500滤出后，进入由砌块100组砌形成的导水通道排出，达到提高料浆浓度和整体强度的目的。

通过该技术方案，可实现充填挡墙高效滤水，该砌块具有结构简单，易于制作成型，成本低廉，拆卸后可重复利用等优点；该组砌方法具有适用范围广、工艺简单、承载能力强，高效安全等优点。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。