CN109798148A - 一种煤矿条带充填开采自拉式挡板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿条带充填开采自拉式挡板，其主要包括：挡板主体、挡板衔接体、钢板立柱、铁链、螺柱、斜杠端头铰接块、螺母、铆钉、承拉板、斜杠A、留空线以及埋深线，本发明的有益效果是，挡板能够在充分发挥阻隔充填浆体的基础上，在充填浆体初凝后即产生一个向充填浆体方向内拉的力，从而有效减轻斜杠的支撑力度，增强档板的稳定性，提升条带充填的效果，该挡板不仅能够有效隔档充填物，而且在充填物初凝后挡板自身能够借助铁链产生一个内拉的力，从而减轻挡板外部斜杠的支撑力度，增强档板的稳定性。

Description

一种煤矿条带充填开采自拉式挡板

技术领域

本发明涉及充填挡板领域，特别是一种煤矿条带充填开采自拉式挡板。

背景技术

目前，我国国有重点煤矿“三下”(建筑物下、铁路下、水体下)压煤的可采储量达137.9亿吨，拥有很大的开采价值，而采用垮落法开采“三下”煤层会带来诸多问题，例如会造成地面建筑物破坏，水资源流失以及一系列的生态环境破坏问题，不利于生态环境的可持续发展，在这种情况下，条带充填开采成为“三下”煤层开采的优选方法之一，条带开采即将所要开采的采(盘)区工作面划分为比较正规的条带形状，采一条，留一条，利用所留的条带煤柱支撑上覆岩层的重量，采空区可用充填方法处理，条带充填开采法即是利用某些胶结料与骨料构成的浆体将回采工作面作为填充空间进行充填的方法，该方法一方面有助于提升矿井的煤炭采出率，另一方面在保护上覆岩层，减少对地面建筑的破坏以及促进资源开发与生态环境协调发展方面具有重要意义，因此，近年来，条带充填开采在“三下”煤层开采中发挥了重要作用。

应用条带充填开采法必须关注的是，当条带开采采空区进行浆体充填时，若挡板选择不当，就不能将充填浆体有效地挡在采空区内，充填物就会冒出，不利于浆体充填物的凝固成型，并且会给工作面巷道带来大量的浆体清理工作，同时，目前条带充填开采所用的挡板，普遍需要足够的斜杠来支撑，以抵消充填浆体初凝前的压力，而通常情况下仅靠斜杠支撑时，若一次性充填高度过大，在充填浆体的强大压力作用下，挡板的稳定性无法保证，挡板垮塌、浆体外溢的事故时有发生，鉴于此，针对上述问题，深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种煤矿条带充填开采自拉式挡板。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种煤矿条带充填开采自拉式挡板，其主要包括：挡板主体、挡板衔接体、钢板立柱、铁链、螺柱、斜杠端头铰接块、螺母、铆钉、承拉板、斜杠A、留空线以及埋深线；

所述挡板主体：每个挡板主体上壁面均开设有六个结构相同的圆孔，且呈三列两行均匀分布，所述挡板柱体分为：左端挡板、中间挡板及右端挡板，所述左端挡板上壁面中部开设有矩形凹槽，且其内侧壁面顶角及内侧壁面中部均开设有矩形凹槽，所述中间挡板上壁面中心处开设有矩形凹槽，且其内侧壁面顶角及内侧壁面中部均开设有矩形凹槽，所述右端挡板上壁面开设有矩形凹槽，所述挡板主体内的矩形凹槽均为结构相同的矩形凹槽。

所述挡板衔接体：连接于挡板主体周边，且焊接于挡板主体若干所述矩形凹槽内，每块所述挡板衔接体为外部所述斜杠的支撑点，所述斜杠端头铰接块焊接于所述挡板衔接体上。

所述钢板立柱、斜杠以及斜杠端头铰接块：所述钢板立柱上壁面开设有八个结构相同的圆形通孔，且其一端开设有埋深线。

所述铁链以及螺柱：所述铁链一端焊接所述螺柱外壁面，所述螺柱配有与之相配的螺母。

所述斜杠：所述斜杠端头打孔处理，与所述挡板衔接体上的所述铰接块铰接，斜杠用来支撑挡板主体。

所述挡板主体材料为长2米、宽1米，厚度为30毫米的钢板，若干所述圆孔直径为42毫米，左下角第一个所述圆孔圆心距所述档板主体底部30厘米，距所述档板主体左部40厘米，左上角第一个圆孔距所述档板主体底部70厘米，距所述档板主体左部40厘米，每排的所述圆孔间中心距为60厘米，由于充填所述挡板主体的两端档板施工时要固定在煤柱中，所以最两端档板的边长增加10厘米为留空线，即长2.1米，宽1米，确定开孔圆心时，左端挡板左端开设有边长10厘米的留空线，右端挡板右端留空10厘米边长，即仍处理为2米长钢板做开孔处理。

所述挡板衔接体的边长为20厘米，厚度为30毫米。

所述钢板立柱的长为4.5米、宽0.2米，厚度为30毫米，所述埋深线在距所述钢板立柱宽边0.5米处，若干所述圆形通孔开设于所述钢板立柱宽度的正中央0.1米处，每个所述圆孔圆心距所述埋深线的距离分别为0.3米、0.7米、1.3米、1.7米、2.3米、2.7米、3.3米、3.7米。

所述铁链与巷道底板之间安装有铆钉，铆钉和铁链之间穿插一块承拉板；

该铆钉用来固定铁链，该承拉板用来防止铆钉受拉外突。

所述承拉板为边长为40厘米，厚度为1厘米的方形钢板，钢板中心做开孔处理，用来穿过铁链。

利用本发明的技术方案制作的自拉式挡板，能够在充分发挥阻隔充填浆体的基础上，在充填浆体初凝后即产生一个向充填浆体方向内拉的力，从而有效减轻斜杠的支撑力度，增强档板的稳定性，提升条带充填的效果，该挡板不仅能够有效隔档充填物，而且在充填物初凝后挡板自身能够借助铁链产生一个内拉的力，从而减轻挡板外部斜杠的支撑力度，增强档板的稳定性。

附图说明

图1是本发明所述一种煤矿条带充填开采自拉式挡板的档板主体结构示意图；

图2是本发明所述一种煤矿条带充填开采自拉式挡板的钢板立柱的结构示意图；

图3是本发明所述一种煤矿条带充填开采自拉式挡板的铁链和螺柱配合的结构示意图；

图4是本发明所述一种煤矿条带充填开采自拉式挡板的的钢板立柱安装的主视示意图；

图5是本发明所述一种煤矿条带充填开采自拉式挡板的钢板立柱安装结构左视示意图；

图6是本发明所述一种煤矿条带充填开采自拉式挡板的第一层挡板安装主视示意图；

图7是本发明所述一种煤矿条带充填开采自拉式挡板的第一层挡板安装左视示意图；

图8是本发明所述一种煤矿条带充填开采自拉式挡板的总体结构示意图；

图9是本发明所述一种煤矿条带充填开采自拉式挡板的挡板逐层安装主视示意图；

图10是本发明所述一种煤矿条带充填开采自拉式挡板的挡板逐层安装左视示意图；

图中，1、挡板主体；2、圆孔；3、挡板衔接体；4、钢板立柱；5、铁链；6、螺柱；7、斜杠端头铰接块；8、螺母；9、铆钉；10、斜杠；11、留空线；12、埋深线；13承拉板；1A1、左端挡板；1A2、中间挡板；1A3、右端挡板；。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-10所示，一种煤矿条带充填开采自拉式挡板，其主要包括：挡板主体1、挡板衔接体3、钢板立柱4、铁链5、螺柱6、斜杠端头铰接块7、螺母8、铆钉9、承拉板13、斜杠10、留空线11以及埋深线12；所述挡板主体1：每个挡板主体1上壁面均开设有六个结构相同的圆孔2，且呈三列两行均匀分布，所述挡板柱体分为：左端挡板1A1、中间挡板1A2及右端挡板1A3，所述左端挡板1A1上壁面中部开设有矩形凹槽，且其内侧壁面顶角及内侧壁面中部均开设有矩形凹槽，所述中间挡板1A2上壁面中心处开设有矩形凹槽，且其内侧壁面顶角及内侧壁面中部均开设有矩形凹槽，所述右端挡板1A3上壁面开设有矩形凹槽，所述挡板主体1内的矩形凹槽均为结构相同的矩形凹槽；所述挡板衔接体3：连接于挡板主体1周边，且焊接于挡板主体1若干所述矩形凹槽内，每块所述挡板衔接体3为外部所述斜杠10的支撑点，所述斜杠端头铰接块7焊接于所述挡板衔接体3上；所述钢板立柱4、斜杠10以及斜杠端头铰接块7：所述钢板立柱4上壁面开设有八个结构相同的圆形通孔，且其一端开设有埋深线12；所述铁链5以及螺柱6：所述铁链5一端焊接所述螺柱6外壁面，所述螺柱6配有与之相配的螺母8；所述斜杠10：所述斜杠10端头打孔处理，与所述挡板衔接体3上的所述铰接块铰接，斜杠10用来支撑挡板主体1；所述挡板主体1材料为长2米、宽1米，厚度为30毫米的钢板，若干所述圆孔2直径为42毫米，左下角第一个所述圆孔2圆心距所述档板主体底部30厘米，距所述档板主体左部40厘米，左上角第一个圆孔2距所述档板主体底部70厘米，距所述档板主体左部40厘米，每排的所述圆孔2间中心距为60厘米，由于充填所述挡板主体1的两端档板施工时要固定在煤柱中，所以最两端档板的边长增加10厘米为留空线11，即长2.1米，宽1米，确定开孔圆心时，左端挡板1A1左端开设有边长10厘米的留空线11，右端挡板1A3右端留空10厘米边长，即仍处理为2米长钢板做开孔处理；所述挡板衔接体3的边长为20厘米，厚度为30毫米；所述钢板立柱4的长为4.5米、宽0.2米，厚度为30毫米，所述埋深线12在距所述钢板立柱4宽边0.5米处，若干所述圆形通孔开设于所述钢板立柱4宽度的正中央0.1米处，每个所述圆孔2圆心距所述埋深线12的距离分别为0.3米、0.7米、1.3米、1.7米、2.3米、2.7米、3.3米、3.7米；所述铁链5与巷道底板之间安装有铆钉9，铆钉和铁链之间穿插一块承拉板13：该铆钉9用来固定铁链5，该承拉板用来防止铆钉9受拉外突；所述承拉板13为边长为40厘米，厚度为1厘米的方形钢板，钢板中心做开孔处理，用来穿过铁链5。

本实施方案的特点为，其主要包括：挡板主体1、挡板衔接体3、钢板立柱4、铁链5、螺柱6、斜杠端头铰接块7、螺母8、铆钉9、承拉板13、斜杠10A、留空线11以及埋深线12；所述挡板主体1：每个挡板主体1上壁面均开设有六个结构相同的圆孔2，且呈三列两行均匀分布，所述挡板柱体分为：左端挡板1A1、中间挡板1A2及右端挡板1A3，所述左端挡板1A1上壁面中部开设有矩形凹槽，且其内侧壁面顶角及内侧壁面中部均开设有矩形凹槽，所述中间挡板1A2上壁面中心处开设有矩形凹槽，且其内侧壁面顶角及内侧壁面中部均开设有矩形凹槽，所述右端挡板1A3上壁面开设有矩形凹槽，所述挡板主体1内的矩形凹槽均为结构相同的矩形凹槽。

下列为本案中的挡板主体、挡板衔接体、钢板立柱以及螺柱形状以及材质的说明；

挡板主体：为金属材质的长2米、宽1米，厚度为30毫米的钢板。

挡板衔接体：为金属材质的边长为20厘米，厚度为30毫米的方形钢板。

钢板立柱：为金属材质的长4.5米、宽0.2米，厚度为30毫米的钢板。

螺柱：为金属材质的，直径为4厘米，长15厘米的全螺纹螺柱。

承拉板：为金属材质的，边长为40厘米，厚度为1厘米的方形钢板。

通过本领域人员，将本案中的零部件依次进行连接，具体连接以及操作顺序，应参考下述工作原理，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程。

实施例：由图1-10可知，本方案以“采8留8”，采高4米，分四层充填为例，如图4可知，在充填区安装12个钢板立柱4，每个钢板立柱4按照埋深线12埋深0.5米，左起每个钢板立柱4中心线分别距左边煤柱边界距离为0.4米、1.0米、1.6米、2.4米、3.0米、3.6米、4.4米、5.0米、5.6、6.4、7.0、7.6米，由图5可知，然后将铁链5和螺柱6固定在钢板立柱4上，螺柱6穿过钢板立柱4圆孔2后用螺母8固定，铁链5另一端用铆钉9固定在底板上，铁链5与铆钉9之间穿插着承压板13，由图6可知，安装第一层挡板主体1，安装左端挡板1A1及右端挡板1A3时，在煤柱上进行开槽，将挡板主体1一端放入槽眼内进行挡板留空线11以外的固定工作，即将左端挡板1A1和右端挡板1A3的一部分镶嵌在煤柱内，每个挡板主体1周围的挡板衔接体3能够确保挡板主体1的基本衔接，将已经固定在钢板立柱4上的螺柱6穿过对应挡板主体1上的圆孔2，然后用螺母8将挡板主体1固定在钢板立柱4上，由图7可知，挡板外部用斜杠10支撑，以确保挡板主体1的进一步稳定，每个挡板主体1上的挡板衔接体3是每个挡板的斜杠10端头支撑点，斜杠10支撑点处采用铰接，由图8可知，铁链5、螺柱6、螺母8、钢板立柱4、挡板以及斜杠10的组合方式，安装完第一层挡板主体1后进行第一层的充填作业，由图9和图10可知，逐层安装充填挡板主体1，进行分层充填作业。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种煤矿条带充填开采自拉式挡板，其特征在于，其主要包括：挡板主体(1)、挡板衔接体(3)、钢板立柱(4)、铁链(5)、螺柱(6)、斜杠端头铰接块(7)、螺母(8)、铆钉(9)、承拉板(13)、斜杠(10)A、留空线(11)以及埋深线(12)；

所述挡板主体(1)：每个挡板主体(1)上壁面均开设有六个结构相同的圆孔(2)，且呈三列两行均匀分布，所述挡板柱体分为：左端挡板(1A1)、中间挡板(1A2)及右端挡板(1A3)，所述左端挡板(1A1)上壁面中部开设有矩形凹槽，且其内侧壁面顶角及内侧壁面中部均开设有矩形凹槽，所述中间挡板(1A2)上壁面中心处开设有矩形凹槽，且其内侧壁面顶角及内侧壁面中部均开设有矩形凹槽，所述右端挡板(1A3)上壁面开设有矩形凹槽，所述挡板主体(1)内的矩形凹槽均为结构相同的矩形凹槽。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿条带充填开采自拉式挡板，其特征在于，所述挡板衔接体(3)：连接于挡板主体(1)周边，且焊接于挡板主体(1)若干所述矩形凹槽内，每块所述挡板衔接体(3)为外部所述斜杠(10)的支撑点，所述斜杠端头铰接块(7)焊接于所述挡板衔接体(3)上。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿条带充填开采自拉式挡板，其特征在于，所述钢板立柱(4)、斜杠(10)以及斜杠端头铰接块(7)：所述钢板立柱(4)上壁面开设有八个结构相同的圆形通孔，且其一端开设有埋深线(12)。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿条带充填开采自拉式挡板，其特征在于，所述铁链(5)以及螺柱(6)：所述铁链(5)一端焊接所述螺柱(6)外壁面，所述螺柱(6)配有与之相配的螺母(8)。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿条带充填开采自拉式挡板，其特征在于，所述斜杠(10)：所述斜杠(10)端头打孔处理，与所述挡板衔接体(3)上的所述铰接块铰接，斜杠(10)用来支撑挡板主体(1)。

6.根据权利要求1所述的一种煤矿条带充填开采自拉式挡板，其特征在于，所述挡板主体(1)材料为长2米、宽1米，厚度为30毫米的钢板，若干所述圆孔(2)直径为42毫米，左下角第一个所述圆孔(2)圆心距所述档板主体底部30厘米，距所述档板主体左部40厘米，左上角第一个圆孔(2)距所述档板主体底部70厘米，距所述档板主体(1)左部40厘米，每排的所述圆孔(2)间中心距为60厘米，由于充填所述挡板主体(1)的两端档板施工时要固定在煤柱中，所以最两端档板的边长增加10厘米为留空线(11)，即长2.1米，宽1米，确定开孔圆心时，左端挡板(1A1)左端开设有边长10厘米的留空线(11)，右端挡板(1A3)右端留空10厘米边长，即仍处理为2米长钢板做开孔处理。

7.根据权利要求1所述的一种煤矿条带充填开采自拉式挡板，其特征在于，所述挡板衔接体(3)的边长为20厘米，厚度为30毫米。

8.根据权利要求3所述的一种煤矿条带充填开采自拉式挡板，其特征在于，所述钢板立柱(4)的长为4.5米、宽0.2米，厚度为30毫米，所述埋深线(12)在距所述钢板立柱(4)宽边0.5米处，若干所述圆形通孔开设于所述钢板立柱(4)宽度的正中央0.1米处，每个所述圆孔(2)圆心距所述埋深线(12)的距离分别为0.3米、0.7米、1.3米、1.7米、2.3米、2.7米、3.3米、3.7米。

9.根据权利要求6所述的一种煤矿条带充填开采自拉式挡板，其特征在于，所述铁链(5)与巷道底板之间安装有铆钉(9)，铆钉(9)和铁链(5)之间穿插一块承拉板(13)；

该铆钉9用来固定铁链5，该承拉板(13)用来防止铆钉受拉外突。

10.根据权利要求9所述的一种煤矿条带充填开采自拉式挡板，其特征在于，所述承拉板(13)为边长为40厘米，厚度为1厘米的方形钢板，钢板中心做开孔处理，用来穿过铁链(5)。