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FR3117107A3 - Void zone controllable paste backfill method based on coal-based solid waste. - Google Patents

Void zone controllable paste backfill method based on coal-based solid waste. Download PDF

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FR3117107A3
FR3117107A3 FR2112844A FR2112844A FR3117107A3 FR 3117107 A3 FR3117107 A3 FR 3117107A3 FR 2112844 A FR2112844 A FR 2112844A FR 2112844 A FR2112844 A FR 2112844A FR 3117107 A3 FR3117107 A3 FR 3117107A3
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coal
paste
solid waste
based solid
backfilling
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FR2112844A
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Liang YUAN
Ke Yang
Tong Zhang
Qinjie Liu
Zhihua Li
Feisheng Feng
Denghong Chen
Xin Lyu
Qiang Fu
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Anhui University of Science and Technology
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Anhui University of Science and Technology
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Abstract

Méthode de remblayage de pâte contrôlable de la zone de vide basée sur des déchets solides à base de charbon, qui appartient au champ du remblayage de pâte de la zone de vide; une méthode de remblayage de pâte contrôlable de la zone de vide basée sur des déchets solides à base de charbon, elle comprend: configuration de pâte à base de charbon, réservation de l’espace mobile de remblayage du dispositif, construction d’un espace de remblayage et d’injection, réglage de la concentration de pâte, et remblayage de pâte. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1Void zone controllable paste backfill method based on coal-based solid waste, which belongs to the field of void zone paste backfill; a method of controllable paste backfilling of the void area based on coal-based solid waste, it includes: setting up coal-based paste, reserving the moving space of device backfilling, constructing a space of backfilling and grouting, paste concentration adjustment, and paste backfilling. Figure to be published with abstract: Fig. 1

Description

Méthode de remblayage de pâte contrôlable de la zone de vide basée sur des déchets solides à base de charbon.Void zone controllable paste backfill method based on coal-based solid waste.

Cette invention appartient au domaine du remblayage de pâte de la zone de vide et concerne spécialement une méthode de remblayage de pâte contrôlable de la zone de vide basée sur des déchets solides à base de charbon.This invention belongs to the field of void zone paste backfilling and specifically relates to a controllable void zone paste backfill method based on coal-based solid waste.

La zone de vide et les déchets solides à base de charbon constituent les deux sources principales de problèmes pour l’exploitation minière. Le remblayage de pâte est une technique avancée qui propose de mélanger les matériaux tels que des déchets de surface de la terre avec du gélifiant et de l’eau pour préparer une pâte, la remplir et sceller la zone de vide. Puisque le remblayage de pâte réduit considérablement le coût du remblayage d’exploitation, le corps de pâte a une bonne performance concernant le contact avec le plafond et l’intégrité, ce qui contrôle efficacement la pression de la terre et augmente le niveau de sécurité de l’exploitation. A présent, l’exploitation de remblayage de pâte fournit un moyen sûr et efficace pour l’exploitation de retour des mines à profondeur et à plaque supérieure brisée, ce qui a un avantage unique concernant l’économie, la protection environnementale et la sécurité ; cependant, dans le procédé traditionnel de remblayage de pâte, la concentration de pâte n’est pas contrôlable, ce qui influence l’efficacité de remblayage de pâteThe void zone and coal-based solid waste are the two main sources of problems for mining. Paste backfilling is an advanced technique that involves mixing materials such as earth surface waste with gelling agent and water to prepare a paste, fill it and seal the void area. Since the paste backfill greatly reduces the cost of operating backfill, the paste body has good performance regarding ceiling contact and integrity, which effectively controls the earth pressure and increases the safety level of exploitation. At present, paste backfill mining provides a safe and efficient way for the return mining of deep and broken top plate mines, which has a unique advantage regarding economy, environmental protection and safety; however, in the traditional paste backfill process, the paste concentration is not controllable, which influences the paste backfill efficiency

En face des désavantages de l’actuelle technique, cette invention offre une méthode de remblayage de pâte contrôlable de la zone de vide basée sur des déchets solides à base de charbon visant à résoudre le problème de l’incontrôlabilité de la concentration de pâte de remblayage pour l’actuelle technique.In the face of the disadvantages of the present technique, this invention provides a method of controllable paste backfilling of the void zone based on coal-based solid wastes aiming to solve the problem of the uncontrollability of the backfill paste concentration. for current technology.

Cette invention se réalise par les solutions suivantes : méthode de remblayage de pâte contrôlable de la zone de vide basée sur des déchets solides à base de charbon est caractérisée en ce qu’elle comprend les étapes suivantes :This invention is realized by the following solutions: method of controllable paste backfilling of the void zone based on coal-based solid waste is characterized in that it comprises the following steps:

étape 1：configuration de pâte de déchets solide à base de charbon ;step 1：charcoal solid waste pulp configuration;

étape 2：réservation de l’espace mobile de remblayage du dispositif ;step 2：reservation of the mobile backfilling space of the device;

étape 3：construction d’un espace de remblayage et d’injection ;step 3：construction of backfilling and injection space;

étape 4：réglage de la concentration de pâte de déchets solide à base de charbon：transportez de la chambre souterraine de stockage la pâte de déchets solides à base de charbon jusqu’à la surface de travail et l’injectez dans le dispositif de remblayage pour le réglage de la concentration ; augmentez la concentration de la pâte en ajoutant un matériau d’absorption d’eau dans la pâte de déchets solide à base de charbon;Step 4：Adjustment of coal-based solid waste paste concentration：Convey coal-based solid waste paste from the underground storage chamber to the working surface and inject it into the backfilling device for concentration adjustment; increase pulp concentration by adding water-absorbing material into solid carbon-based waste pulp;

étape 5：remblayage de pâte de déchets solide à base de charbon: opérez le dispositif de remblayage et effectuez le remblayage de pâte de déchets solide à base de charbon sur la surface de travail.Step 5：Charcoal solid waste paste backfilling: Operate the backfilling device and perform the solid coal waste paste backfilling on the working surface.

En plus, dans l’étape 1, la concentration de la configuration de pâte de déchets solide à base de charbon est de 10％ à 15％, alors que dans l’étape 5, la concentration du remblayage de pâte de déchets solide à base de charbon est de 80％ à 85％.In addition, in step 1, the concentration of coal-based solid waste paste configuration is 10％~15％, while in step 5, the concentration of solid waste paste backfill of coal is 80％ to 85％.

En plus, dans l’étape 4, le matériau d’absorption d’eau est un liquide lave-glace.In addition, in step 4, the water-absorbing material is windshield washer fluid.

En plus, dans l’étape 1, la pâte basée sur des déchets solides à base de charbon comprend de la poudre de mâchefer, des résidus gazéifiés, des résidus au fond de chaudière et des plâtres désulfurisés dans lesquels la poudre de mâchefer représente de 15％ à 30％ du poids total des matériaux solides, les résidus gazéifiés de 30％ à 40％, les résidus au fond de chaudière de 20％ à 40％, les plâtres désulfurisés de 10％ à 25％, le ciment et d’autres additifs pour 10% à 25%.In addition, in stage 1, the slurry based on coal-based solid waste comprises clinker powder, gasified residues, boiler bottom residues and desulphurized plasters in which the clinker powder represents 15 ％ to 30％ of the total weight of solid materials, gasified tailings 30％ to 40％, boiler bottom tailings 20％ to 40％, desulphurized plasters 10％ to 25％, cement and others additives for 10% to 25%.

L’avantage de cette invention : la concentration de pâte de remblayage sous contrôle et l’efficacité du remblayage améliorée.The advantage of this invention: the concentration of backfilling paste under control and the efficiency of backfilling improved.

Afin d’illustrer plus clairement les solutions techniques de la présente invention ou de la technique existante, les figures nécessaires décrites dans les modes de réalisation ou dans la technique existante seront brièvement introduites. Evidemment, pour les agents techniques dans ce domaine, il est également possible d’obtenir d’autres figures fondées sur ces figures sans donner de travail créatif supplémentaire.In order to more clearly illustrate the technical solutions of the present invention or the prior art, the necessary figures described in the embodiments or the prior art will be briefly introduced. Obviously, for the technical agents in this field, it is also possible to obtain other figures based on these figures without giving additional creative work.

est un diagramme schématique d’une méthode de remblayage de pâte contrôlable de la zone de vide basée sur des déchets solides à base de charbon ; is a schematic diagram of a controllable void zone paste backfill method based on coal-based solid waste;

est une vue latérale d’une méthode de remblayage de pâte contrôlable de la zone de vide basée sur des déchets solides à base de charbon ; is a side view of a controllable void zone paste backfill method based on coal-based solid waste;

est un diagramme schématique montrant une structure interne d’un équipement de remblayage ; is a schematic diagram showing an internal structure of backfilling equipment;

est un tableau de ligne de pliage pour la force de compression à un seul axe dans les pièces d’essai du remblayage à concentration différente de ce mode de réalisation. is a bend line chart for the single axis compressive force in the test pieces of the different concentration backfill of this embodiment.

Les solutions techniques des modes de réalisation de la présente invention seront décrites clairement et complètement ensuite avec les figures des modes de réalisation de la présente invention, et il est entendu que les modes de réalisation décrites ne sont qu’une partie de la présente invention, pas tous. Sur la base des modes de réalisation de la présente invention, tous les modes de réalisation obtenus sans travail créatif par les agents techniques de ce domaine appartiennent à la portée de la revendication et la protection de la présente invention.The technical solutions of the embodiments of the present invention will be described clearly and completely next with the figures of the embodiments of the present invention, and it is understood that the described embodiments are only a part of the present invention, not all. Based on the embodiments of the present invention, all embodiments obtained without creative work by the technical agents of this field belong to the scope of claim and protection of the present invention.

La méthode de remblayage de pâte contrôlable de la zone de vide basée sur des déchets solides à base de charbon, ou pâte de déchets solide à base de charbon, comprend les étapes suivantes :The controllable void zone paste backfilling method based on coal-based solid waste, or coal-based solid waste paste, includes the following steps:

Etape 1, configuration de pâte de déchets solide à base de charbon ;Stage 1, carbon-based solid waste pulp configuration;

Selon le caractère lithologique de la couche rocheuse au-dessus de la surface de travail du puit de mine, choisissez le matériau approprié de remblayage de déchets solides à base de charbon et configurez-le sur le sol : mélangez le ciment ordinaire et la gangue de charbon pour agiter, et ajoutez l’eau pour préparer la pâte à faible concentration, puis transportez-la à la chambre souterraine de stockage ;According to the lithological character of the rock layer above the working surface of the mine shaft, choose the appropriate coal-based solid waste backfill material and set it on the ground: mix ordinary cement and coal gangue coal to stir, and add water to prepare the low concentration paste, then transport it to the underground storage chamber;

La configuration de pâte au niveau du sol exige une concentration faible qui est avantageuse pour la livraison à distance.The ground level paste configuration requires a low concentration which is advantageous for distance delivery.

Effectuez les expérimentations suivantes pour la valeur de concentration de la configuration au niveau du sol :Perform the following experiments for the concentration value of the ground level configuration:

1) Sur le sol, configurez la pâte de déchets solide à base de charbon de différente concentration : de 5%, de 10%, de 15%, de 20% et de 25% ;1) On the floor, lay out coal-based solid waste paste of different concentration: 5%, 10%, 15%, 20% and 25%;

2) Mesurez et comptez la distance horizontale transmissible de livraison sous pression de pompe de remblayage pour les pâtes de déchets solide à base de charbon de différente concentration ; les données expérimentales sont les suivantes : Distance horizontale transmissible sous pression de pompe de remblayage
 Concentration de pâte de déchets solide à base de charbon 5％ 10％ 15％ 20％ 25％ Distance horizontale transmissible 4936 m 4822 m 5901 m 5982 m 4113 m
 2) Measure and count the horizontal transmittable pressure delivery distance of backfill pump for coal-based solid waste slurries of different concentration; the experimental data are as follows: Backfill Pump Pressure Transmittable Horizontal Distance
 Coal-Based Solid Waste Pulp Concentration 5％ 10％ 15％ 20％ 25％ Transmittable horizontal distance 4936m 4822m 5901m 5982m 4113m

3) L’analyse des données est obtenues : lorsque la concentration de la pâte de déchets solide à base de charbon est configurée au niveau du sol à 10% à 1,5%, la distance horizontale transmissible est la plus longue et avec un meilleur effet.3) Data analysis is obtained: when the concentration of coal-based solid waste pulp is configured at ground level at 10% to 1.5%, the horizontal transmissible distance is the longest and with better effect.

Dans le présent mode de réalisation, la pâte basée sur des déchets solides à base de charbon comprend de la poudre de mâchefer, des résidus gazéifiés, des résidus au fond de chaudière et des plâtres désulfurisés dans lesquels la poudre de mâchefer représente de 15％ à 30％ du poids total des matériaux solides, les résidus gazéifiés de 30％ à 40％, les résidus au fond de chaudière de 20％ à 40％, les plâtres désulfurisés de 10％ à 25％, le ciment et d’autres additifs pour 10% à 25%.In the present embodiment, the slurry based on coal-based solid waste includes clinker powder, gasified tailings, boiler bottom tailings and desulphurized gypsums in which the clinker powder accounts for 15％ to 30％ of the total weight of solid materials, gasified residues 30％ to 40％, boiler bottom residues 20％ to 40％, desulphurized plasters 10％ to 25％, cement and other additives for 10% to 25%.

Etape 2, réservation de l’espace mobile de remblayage du dispositif；Step 2, reservation of the mobile backfilling space of the device；

Dans le présent mode de réalisation, comme le montre la , la méthode de remblayage de pâte contrôlable de la zone de vide basée sur des déchets solides à base de charbon comprend un support hydraulique 3 et un dispositif de remblayage 6, et par en commandant le support hydraulique 3 de manière à l’avancer, l’espace mobile du dispositif 6 est laissé au derrière de la zone de vide.In this embodiment, as shown in , the controllable paste backfilling method of the void zone based on coal-based solid waste comprises a hydraulic support 3 and a backfilling device 6, and by controlling the hydraulic support 3 to advance it, the the mobile space of the device 6 is left behind the vacuum zone.

Etape 3, construction d’un espace de remblayage et d’injection；Step 3, construction of backfilling and injection space；

Comme le montre la , un film souple 2 est fixé à la surface arrière du support hydraulique 3, et le film souple 2 est utilisé pour recouvrir la surface arrière du support hydraulique 3 et lors du remblayage de la zone de vide au derrière support hydraulique 3, le film souple 2 peut empêcher efficacement la pâte de pulvériser sur la surface du support hydraulique 3, ce qui est difficile à effacer.As shown in , a flexible film 2 is attached to the rear surface of the hydraulic support 3, and the flexible film 2 is used to cover the rear surface of the hydraulic support 3, and when backfilling the void area behind the hydraulic support 3, the flexible film 2 can effectively prevent the paste from spraying on the surface of the hydraulic support 3, which is difficult to erase.

Etape 4, réglage de la concentration de pâte de déchets solide à base de charbon; transportez de la chambre souterraine de stockage la pâte de déchets solides à base de charbon jusqu’à la surface de travail et injectez-la dans le dispositif de remblayage pour le réglage de la concentration ;Step 4, adjusting the concentration of coal-based solid waste paste; Transport the coal-based solid waste slurry from the underground storage chamber to the working surface and inject it into the backfill device for concentration adjustment;

Comme le montre la , le dispositif de remblayage 6 comprend une extrémité d’entrée 9, une extrémité de sortie 5, une boîte d’absorption d’eau 6-1 et une tige de forage en spirale 6-2, la boîte absorbante d’eau 6-1 est située à l’intérieur du dispositif de remblayage 6, la boîte d’absorption d’eau 6-1 stocke du matériau d’absorption d’eau, la pâte de déchets solide à base de charbon dans la chambre de stockage entre dans le dispositif de remblayage 6 à travers l’extrémité d’entrée 9, le matériau d’absorption de l’eau à l’intérieur de la boîte d’absorption 6-1 est mélangée à la pâte, et est agité par la tige de forage en spirale 6-2 pour donner la pâte de déchets solide à base de charbon d’une certaine concentration;As shown in , the backfill device 6 includes an inlet end 9, an outlet end 5, a water absorbing box 6-1 and a spiral drill pipe 6-2, the water absorbing box 6- 1 is located inside the backfilling device 6, the water absorbing box 6-1 stores water absorbing material, the solid coal waste paste in the storage chamber enters the backfilling device 6 through the inlet end 9, the water absorption material inside the absorption box 6-1 is mixed with the paste, and is stirred by the rod of 6-2 spiral drilling to give coal-based solid waste paste of certain concentration;

L’extrémité supérieure de la boîte d’absorption 6-1 est munie d’une plaque supérieure de chargement 7 pour sceller la partie d’extrémité supérieure de la boîte d’absorption 6-1 de manière à empêcher l’air d’entrer dans la boîte d’absorption 6-1, ce qui peut introduire la défaillance du matériau d’absorption ; en outre la plaque supérieure de chargement 7 peut être ouverte pour injecter le matériau d’absorption d’eau dans la boîte d’absorption 6-1 ;The upper end of the absorption box 6-1 is provided with a loading top plate 7 to seal the upper end part of the absorption box 6-1 so as to prevent air from entering in the absorption box 6-1, which can introduce the failure of the absorption material; in addition, the upper loading plate 7 can be opened to inject the water absorption material into the absorption box 6-1;

Dans le présent mode de réalisation, le liquide de lave-glace est utilisé comme matériau d’absorption d’eau pour que l’effet de remblayage est amélioré au fur et à mesure que la concentration de la pâte augmente. Bien entendu, le type de matériau d’absorption d’eau n’est pas limité au liquide de lave-glace, à condition que le matériau soit possible d’absorber l’eau et d’augmenter la concentration de pâte, il peut être utilisé comme matériau d’absorption.In the present embodiment, the washer fluid is used as the water-absorbing material so that the backfilling effect is improved as the paste concentration increases. Of course, the type of water absorption material is not limited to windshield washer fluid, as long as the material is possible to absorb water and increase the paste concentration, it can be used as absorption material.

Etape 5, remblayage de pâte de déchets solide à base de charbon;Stage 5, backfilling with coal-based solid waste paste;

Connectez la pâte de déchets solides à base de charbon de la chambre souterraine de stockage 6 avec l’entrée 9 du dispositif de remblayage 9, conformément aux exigences de conception, mélangez le matériau d’absorption d’eau dans l’appareil, ajustez la concentration de pâte de déchets solide à base de charbon et puis sortez-la de l’extrémité de sortie 5 ;Connect the coal-based solid waste paste of the storage underground chamber 6 with the inlet 9 of the backfill device 9, according to the design requirements, mix the water absorption material in the device, adjust the coal-based solid waste paste concentration and then take it out from the output end 5;

L’extrémité inférieure du dispositif de remblayage 6 est munie de rouleau 8 roulant sur la surface de travail. Poussez le dispositif de remblayage 6 à une extrémité de la surface de travail, remplissez et tirez lentement jusqu’à ce que tout l’espace soit rempli de pâte. Récupérez le dispositif pour l’utilisation ultérieure suite à l’avancement de la surface de travail.The lower end of the backfilling device 6 is provided with roller 8 rolling on the working surface. Push the backfill device 6 to one end of the work surface, fill and pull slowly until the entire space is filled with paste. Recover the device for later use following the advancement of the work surface.

Avant de remplir, contrôlez la concentration, l’augmentation de la concentration de la pâte de déchets solide à base de charbon va renforcer la résistance du matériau de remblayage de pâte ; l’expérimentation est effectuée sur la valeur de concentration au moment du remblayage de la pâte :Before filling, control the concentration, increasing the concentration of solid waste coal paste will strengthen the strength of the paste backfill material; the experiment is carried out on the concentration value at the time of backfilling the paste:

1) Ajoutez le liquide de lave-glace de quantité différente dans la pâte de déchets solide à base de charbon pour préparer la pâte de différente concentration : de 75%, de 80%, de 85% et de 90% ;1) Add different amount washer fluid into coal-based solid waste paste to prepare paste of different concentration: 75%, 80%, 85% and 90%;

2) Mesurez et comptez la résistance à la compression à un seul axe des pièces d’essai du remblayage de pâte de déchets solide à base de charbon de concentration différente, comme indiqué sur la , évidemment, la résistance à la compression à un seul axe des pièces d’essai du remblayage de pâte augmente avec la période de jours. Lorsque la période de jours atteint 28 jours, la résistance correspondante du matériau de remblayage trouve son état de stabilité.2) Measure and count the single-axis compressive strength of the test pieces of the coal-based solid waste paste backfill of different concentration as shown in the , obviously, the single-axis compressive strength of the paste backfill test pieces increases with the period of days. When the day period reaches 28 days, the corresponding strength of the backfill material finds its stable state.

Lorsque la concentration de la pâte de déchets solide à base de charbon est entre 80% et 85%, la résistance à la compression à un axe des pièces d’essai de remblayage de pâte est la plus forte après 28 jours, ce qui réponds parfaitement aux exigences de l’exploitation minière.When the concentration of the coal-based solid waste paste is between 80% and 85%, the one-axis compressive strength of the paste backfill test pieces is the strongest after 28 days, which fully meets mining requirements.

Les principes de base, les caractéristiques principales et les avantages de la présente invention sont montrés et décrits ci-dessus. Les agents techniques peuvent appréciés que la présente invention n’est pas limitée par les modes de réalisation ci-dessus et les modes de réalisation décrits ci-dessus sont uniquement destinés à illustrer les principes de la présente invention.The basic principles, main features and advantages of the present invention are shown and described above. Those skilled in the art can appreciate that the present invention is not limited by the above embodiments and the embodiments described above are only intended to illustrate the principles of the present invention.

Claims (3)

La méthode de remblayage de pâte contrôlable de la zone de vide basée sur des déchets solides à base de charbon est caractérisée en ce qu’elle comprend les étapes suivantes : étape 1：configuration de pâte de déchets solide à base de charbon ; étape 2：réservation de l’espace mobile de remblayage du dispositif ; étape 3：construction d’un espace de remblayage et d’injection ; étape 4：réglage de la concentration de pâte de déchets solide à base de charbon : transporter de la chambre souterraine de stockage la pâte de déchets solides à base de charbon jusqu’à la surface de travail et l’injecter dans le dispositif de remblayage (6) pour le réglage de la concentration ; augmenter la concentration de la pâte de déchets solide à base de charbon en ajoutant un matériau d’absorption d’eau dans la pâte de déchets solide à base de charbon; étape 5：remblayage de pâte de déchets solide à base de charbon: opérer le dispositif de remblayage (6) et effectuer le remblayage de pâte de déchets solide à base de charbon sur la surface de travail.The method of controllable paste backfilling of the void zone based on coal-based solid waste is characterized by including the following steps: step 1：laying coal-based solid waste paste; step 2：reservation of the mobile backfilling space of the device; step 3：construction of backfilling and injection space; Step 4：Adjusting the coal-based solid waste paste concentration: transport the coal-based solid waste paste from the underground storage chamber to the working surface and inject it into the backfill device ( 6) for concentration adjustment; increasing the concentration of the solid coal-based waste pulp by adding water-absorbing material into the solid coal-based waste pulp; Step 5：Charcoal-based solid waste paste backfilling: Operate the backfilling device (6) and perform the coal-based solid waste paste backfilling on the working surface. Méthode de remblayage de pâte contrôlable de la zone de vide basée sur des déchets solides à base de charbon selon la revendication 1, la méthode de remblayage de pâte contrôlable de la zone de vide basée sur des déchets solides à base de charbon est caractérisée en ce que dans l’étape 1, la concentration de la configuration de pâte de déchets solide à base de charbon est de 10% à 15%, alors que dans l’étape 5, la concentration du remblayage de pâte de déchets solide à base de charbon est de 80％ à 85%.A controllable void zone paste backfill method based on coal-based solid waste according to claim 1, the controllable void zone paste fill method based on coal-based solid waste is characterized in that that in step 1, the concentration of coal-based solid waste pulp configuration is 10%-15%, while in step 5, the concentration of coal-based solid waste pulp backfill is 80％ to 85%. Méthode de remblayage de pâte contrôlable de la zone de vide basée sur des déchets solides à base de charbon selon la revendication 1, la méthode de remblayage de pâte contrôlable de la zone de vide basée sur des déchets solides à base de charbon est caractérisée en ce que dans l’étape 4, le matériau d’absorption d’eau est un liquide lave-glace.A controllable void zone paste backfill method based on coal-based solid waste according to claim 1, the controllable void zone paste fill method based on coal-based solid waste is characterized in that that in step 4, the water-absorbing material is windshield washer fluid.
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