CN108167018A - 用于大矿段阶段空场充填采矿的连续充填管路系统及其布置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于大矿段阶段空场充填采矿的连续充填管路系统及其布置方法，包括钢槽滑道和若干段充填管道；钢槽滑道沿采空区长度方向固定布置在采场顶板上，其内部滑槽内滑动设有若干组滑轮组，充填管道可拆卸挂接在滑轮组上，所有的充填管道串联形成连续充填管路。本发明解决了大矿段回采稳定性和大范围长采空区充填的问题，采用可自动滑移的充填管道，可以保证充填体与崩落矿石有一定间隔，使充填进度跟随回采进度；可回收充填管道及滑轮组，遗留的锚杆和钢槽滑道可以对充填体起加筋作用，实现高强度的接顶。
Description
技术领域
本发明属于采空区连续充填装备与技术，具体涉及一种用于大矿段阶段空场充填采矿的连续充填管路系统及其布置方法，尤其适用于有上部凿岩硐室或采场的大矿段阶段空场充填采矿法产生的长采空区条件下采场连续充填管网装置。
背景技术
在充填采矿中，大多数矿山专门设置充填天井来处理采空区，然而面对长采空区时，充填天井输送的充填料难以高效填充整个采空区，架设充填管路的天井施工工程量大。另外在大矿段连续回采过程中，顶板暴露面积的逐渐增大，给人员和设备带来安全隐患，而传统的空场嗣后充填方法难以解决上述问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是：针对现有大矿段阶段空场回采连续充填过程中，对于长采空区高效连续充填难度大导致存在的技术装备及其安全稳定性问题，提供一种用于大矿段阶段空场充填采矿的连续充填管路系统及其布置方法。
本发明采用如下技术方案实现：
用于大矿段阶段空场充填采矿的连续充填管路系统，包括钢槽滑道3和若干段充填管道8；
所述钢槽滑道3沿采空区长度方向固定布置在采场顶板1上，其内部滑槽内滑动设有若干组滑轮组4，所述充填管道8可拆卸挂接在滑轮组4上，所有的充填管道8串联形成连续充填管路。
进一步的，所述钢槽滑道3内部具有连续的中空腔体，所述钢槽滑道3的底部中心位置设置连续的槽缝11与中空腔体连通，形成钢槽滑道3的滑槽。
进一步的，所述滑轮组4包括两组同轴装配的滑轮，所述滑轮沿钢槽滑道3的滑槽底面滚动，所述滑轮之间的滑轮轴上自由套装有第一固定环5，所述充填管道8上设置的挂钩6穿过槽缝11与第一固定环5挂接。
进一步的，所述充填管道8上固定套装有若干第二固定环7，所述挂钩6一端固定在充填管道8上，另一端穿过槽缝11与第一固定环5挂接。
在本发明的连续充填管路系统，所述钢槽滑道3具有2-4‰的坡度。
进一步的，所述钢槽滑道3通过若干沿采空区长度方向锚固在采场顶板1上的锚杆2固定设置。
进一步的，所述钢槽滑道3的顶部设有与滑槽连通的滑道固定孔10，所述锚杆2的尾端设有锚杆固定孔9，所述锚杆2的尾端穿过滑道固定孔10进入滑槽，通过在锚杆固定孔9内插装的固定销12将钢槽滑道3与锚杆2悬吊连接。
本发明还公开了一种上述连续充填管路系统的布置方法，具体包括如下步骤：
第一步、利用大矿段上部装药硐室的空间，在采场顶板1沿采空区长度方向插入一排锚杆2；
第二步、将钢槽滑道3沿着锚杆2穿过滑道固定孔和滑槽，在锚杆2的锚杆固定孔9中插入固定销12，再将钢槽滑道3放下，通过固定销悬挂于锚杆2上，连续铺入所需长度的钢槽滑道，并构成一条供充填管道滑动的连续滑道，该连续滑道具有2-4‰的坡度；
第三步、将套装有第一固定环5的滑轮组4从钢槽滑道的端部放入滑槽内。
第四步、将充填管道8上的挂钩6伸入到滑槽内，并与第三步中放入的滑轮组4一一挂接，将所有的充填管道通过挂钩6和滑轮组4吊装在钢槽滑道3下方，连接成连续的沿钢槽滑道滑移的充填管路系统。
本发明的一种用于大矿段阶段空场充填采矿的连续充填管路系统适用的大矿段长度为大于40-50m以上，宽度为8-20m，高度为矿山开采的阶段高度，上部留3.5-4m高的凿岩硐室，下部留3.5-4m高的出矿底部结构，凿岩通风采场与运矿采场布置在采场外同一侧，采用后退式连续回采，矿房隔一采一。
本发明利用锚杆将钢槽滑道吊在采场顶板上，为塑性充填管道提供一个可以任意滑移的滑道，保证充填进度跟随回采进度，并实现高强度充填接顶。
本发明在充填结束之后可以回收充填管道以及滑轮组等主要设备，并且可以在多个采空区内同时进行，单个采场内充填与出矿同时进行，提高了采充作业的效率，保证了回采环境的安全稳定。
在本发明的整个装置中，滑轮组是一个关键的设备，它将充填管道吊在钢槽滑道的下面，通过滑轮组的滚动，实现充填管道的自动滑移，并且在一个采场充填结束后可以回收再利用。
本发明可随着后退式回采的推进，充填进度按照所需进度跟随连续充填。在每次充填结束之后，将充填管道沿钢槽滑道拉回，防止后面爆破对充填管道产生冲击。需要充填时，再让充填管道沿钢槽滑道自动滑入空区。由于滑道有3‰的坡度，管道可以利用自重滑到需要充填的位置。充填结束后，可将充填管道及滑轮组等主要装置回收，遗留的锚杆和钢槽滑道可以对充填体起到加筋的作用。
由上所述，本发明解决了大矿段回采的稳定性和大范围长采空区充填的问题，可以使充填进度跟随回采进度，并保证充填体与崩落矿石有一定间隔，实现高强度的接顶，采用可自动滑移的充填管道，保证充填进度跟随回采进度，实现充填体高强度接顶，并且回收充填管道等主要装置。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为实施例中的连续充填管路系统的装配示意图。
图2为实施例中的钢槽滑道的结构示意图。
图3为实施例中的锚杆的结构示意图。
图4为实施例中的钢槽滑道和锚杆之间的装配示意图。
图5为实施例中的滑轮组的结构示意图。
图6为实施例中的充填管道和滑轮组的吊装示意图。
图中标号：1-采场顶板，2-锚杆，3-钢槽滑道，4-滑轮组，5-第一固定环，6-挂钩，7-第二固定环，8-充填管道，9-锚杆固定孔，10-滑道固定孔，11-槽缝，12-固定销。
具体实施方式
实施例
参见图1，图示中的连续充填管路系统为本发明用于大矿段阶段空场充填采矿的一种优选方案，具体包括锚杆2、钢槽滑道3、滑轮组4、第一固定环5、挂钩6、第二固定环7和充填管道8，其中，钢槽滑道3沿采空区长度方向的中心线位置固定布置在采场顶板1上，钢槽滑道3内具有沿采空区长度方向分布的滑槽，在钢槽滑道3内部的滑槽内滑动设有若干组滑轮组4，充填管道8通过挂钩6可拆卸挂接在滑轮组4上，所有的充填管道8串联形成沿采空区长度方向分布的连续充填管路。
具体如图2所示，本实施例的钢槽滑道3为一个方形管材，其中内部具有连续的方形中空腔体，在钢槽滑道3的底面中心沿滑道长度方向加工有一个连续的槽缝11，该槽缝11直接与钢槽滑道3的中空腔体连通，通过该槽缝11，钢槽滑道3的内腔形成一个朝下方开口的滑槽，位于槽缝11两侧的钢槽滑道3底面内壁形成滑轮组4的滚动面。若干跟钢槽滑道3拼接形成连续充填管路系统的连续滑道。
结合参见图3和图4，本实施例的钢槽滑道3通过若干沿采空区长度方向锚固在采场顶板1上的锚杆2固定设置，在钢槽滑道3的顶面沿长度方向加工有若干滑道固定孔10，滑道固定孔10与钢槽滑道3内部的滑槽连通，同时在锚杆2的尾端加工有横向的锚杆固定孔9，在将锚杆2固定锚固在采场顶板1上后，锚杆尾部的锚杆固定孔9保留在外部，布置钢槽滑道3时，将钢槽滑道托起，使锚杆2的尾端穿过滑道固定孔10进入滑槽内，并从钢槽滑道底面的槽缝11伸出，通过在锚杆固定孔9内插装的固定销12，即可将钢槽滑道3放下，钢槽滑道3通过固定销12悬吊连接在锚杆2上。
如图5和图6所示，本实施例的滑轮组4包括两组同轴装配的滑轮，滑轮沿钢槽滑道3内部槽缝11两侧底面滚动，其中，滑轮组4直径比滑道3的内高小0.5cm，同时滑轮的外圈分别靠近钢槽滑道两侧内壁，保证滑轮组沿钢槽滑道的滑槽导向滚动。在滑轮之间的滑轮轴上自由套装有第一固定环5，充填管道8上设置的挂钩6穿过槽缝11与第一固定环5挂接，该第一固定环5在与充填管道8挂接后，不随滑轮和滑轮轴一同转动。
充填管道8上固定套装有若干第二固定环7，挂钩6一端通过焊接或螺纹连接的方式固定在充填管道8的最顶端，另一端穿过槽缝11与滑轮组上的第一固定环5一一挂接。
如图1所示，箭头所指表示充填管道进入采空区的方向，本实施例的钢槽滑道3具有2-4‰的坡度，优选3‰的坡度，是指钢槽滑道3在进入该箭头的方向向下倾斜3‰的坡度，使得布置后的充填管路能够在自身重力的作用下沿该坡度自动滑移到采空区，通过外力可以实现滑移管道回退，通过控制充填管道8进入采空区的长度来调整管口的位置。每次充填结束后，将充填管道8拉回，防止爆破对充填管道8造成冲击。整个空区充填结束后，将充填管道8及滑轮组4回退进行回收，遗留锚杆2和滑槽3对充填体起接顶加筋作用。
以下详细说明本实施例的连续充填管路系统的具体布置方法，具体包括如下步骤：
第一步、利用大矿段上部装药硐室的空间，在采场顶板1沿采空区长度方向插入一排锚杆2。
在该第一步中，在采场回采前通过阶段上部的凿岩硐室顶板中心线上，按照所需充填的最远端距离为限，以7m长为单位，在2m和5m处各插入一根锚杆2。保证锚杆2露在采场顶板之下的最大长度为10cm，锚杆的具体直径为2cm，采用实心锚杆，底端预留小孔作为锚杆固定孔，小孔直径为0.8cm。
第二步、将钢槽滑道3沿着锚杆2穿过滑道固定孔和滑槽，在锚杆2的锚杆固定孔9中插入固定销12，再将钢槽滑道3放下，通过固定销悬挂于锚杆2上，连续铺入所需长度的钢槽滑道，并构成一条供充填管道滑动的连续滑道，该连续滑道具有2-4‰的坡度，优选3‰的坡度。
钢槽滑道3采用长为7m、外宽为8cm、外高6cm、壁厚为1cm的方形钢槽，钢槽滑道3的下表面中间开设的槽缝宽为1.5cm。在钢槽滑道3上端一面在2m和5m处留有小孔作为对应锚杆的滑道固定孔，孔径为2.1cm，小孔直径略大于锚杆直径。
在将钢槽滑道3套在锚杆2上时，让锚杆2底部的锚杆固定孔露出，将固定销12插入锚杆固定孔中，然后将钢槽滑道3放下，通过固定销12扣在锚杆2上，将5个钢槽滑道串联起来组成一个连续滑道。
第三步、将套装有第一固定环5的滑轮组4从钢槽滑道的端部放入滑槽内。
滑轮组4的滑轮直径为3.7cm，宽为1cm，滑轮轴直径为1cm，长为2cm。自由套装在滑轮轮轴上第一固定环5的外径为2.2cm，内径为1.6cm，宽度为1.5cm。
第四步、将充填管道8上的挂钩6伸入到滑槽内，并与第三步中放入的滑轮组4一一挂接，将所有的充填管道通过挂钩6和滑轮组4吊装在钢槽滑道3下方，连接成连续的沿钢槽滑道滑移的充填管路系统，充填管道8之间可通过管卡固定对接。
在第四步中，将充填管道8伸入采空区的部分每隔5m固定套箍一个铁环作为第二固定环7，充填管道8的直径为15-20cm，第二固定环7宽1.5cm、厚1cm。通过铁质的挂钩6将充填管道8上的第二固定环7与滑轮轴上的第一固定环5连接起来，挂钩6的下端与充填管道8上的第二固定环7采用焊接或螺纹连接、上端钩接在滑轮轴上的第一固定环5上，在将充填管道8挂接的过程中，将挂钩6从钢槽滑道3下表面的槽缝11中穿过并与滑轮轴上的第一固定环5挂接。
在将充填管道8通过滑轮组吊在钢槽滑道3上，由于钢槽滑道3整体有2-4‰的坡度，所以充填管道8借助自重可以滑道任意需要的地方。待采空区充填结束后，将充填管道8及滑轮组等装置回收再利用。遗留的锚杆和钢槽滑道对充填料起加筋的作用。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.用于大矿段阶段空场充填采矿的连续充填管路系统，其特征在于：包括钢槽滑道(3)和若干段充填管道(8)；
所述钢槽滑道(3)沿采空区长度方向固定布置在采场顶板(1)上，其内部滑槽内滑动设有若干组滑轮组(4)，所述充填管道(8)可拆卸挂接在滑轮组(4)上，所有的充填管道(8)串联形成连续充填管路。
2.根据权利要求1所述的用于大矿段阶段空场充填采矿的连续充填管路系统，所述钢槽滑道(3)内部具有连续的中空腔体，所述钢槽滑道(3)的底部中心位置设置连续的槽缝(11)与中空腔体连通，形成钢槽滑道(3)的滑槽。
3.根据权利要求2所述的用于大矿段阶段空场充填采矿的连续充填管路系统，所述滑轮组(4)包括两组同轴装配的滑轮，所述滑轮沿钢槽滑道(3)的滑槽底面滚动，所述滑轮之间的滑轮轴上自由套装有第一固定环(5)，所述充填管道(8)上设置的挂钩(6)穿过槽缝(11)与第一固定环(5)挂接。
4.根据权利要求3所述的用于大矿段阶段空场充填采矿的连续充填管路系统，所述充填管道(8)上固定套装有若干第二固定环(7)，所述挂钩(6)一端固定在充填管道(8)上，另一端穿过槽缝(11)与第一固定环(5)挂接。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于大矿段阶段空场充填采矿的连续充填管路系统，所述钢槽滑道(3)具有2-4‰的坡度。
6.根据权利要求5所述的用于大矿段阶段空场充填采矿的连续充填管路系统，所述钢槽滑道(3)通过若干沿采空区长度方向锚固在采场顶板(1)上的锚杆(2)固定设置。
7.根据权利要求6所述的用于大矿段阶段空场充填采矿的连续充填管路系统，所述钢槽滑道(3)的顶部设有与滑槽连通的滑道固定孔(10)，所述锚杆(2)的尾端设有锚杆固定孔(9)，所述锚杆(2)的尾端穿过滑道固定孔(10)进入滑槽，通过在锚杆固定孔(9)内插装的固定销(12)将钢槽滑道(3)与锚杆(2)悬吊连接。
8.一种权利要求7中所述的连续充填管路系统的布置方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步、利用大矿段上部装药硐室的空间，在采场顶板(1)沿采空区长度方向插入一排锚杆(2)；
第二步、将钢槽滑道(3)沿着锚杆(2)穿过滑道固定孔和滑槽，在锚杆(2)的锚杆固定孔(9)中插入固定销(12)，再将钢槽滑道(3)放下，通过固定销悬挂于锚杆(2)上，连续铺入所需长度的钢槽滑道，并构成一条供充填管道滑动的连续滑道，该连续滑道具有2-4‰的坡度；
第三步、将套装有第一固定环(5)的滑轮组(4)从钢槽滑道的端部放入滑槽内。
第四步、将充填管道(8)上的挂钩(6)伸入到滑槽内，并与第三步中放入的滑轮组(4)一一挂接，将所有的充填管道通过挂钩(6)和滑轮组(4)吊装在钢槽滑道(3)下方，连接成连续的沿钢槽滑道滑移的充填管路系统。
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