CN113510826B - 一种人工矿柱构筑模具及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种人工矿柱构筑模具及其使用方法，该人工矿柱构筑模具由环状L型基座、拼接模板、环状L型接顶装置、连接组合体及环形钢箍构成，所述环状L型基座固定在底板岩体上，所述环型L型接顶装置固定在顶板岩体上，所述拼接模板自下而上分层搭接，所述环状L型基座上部连接固定最下一层拼接模板，所述连接组合体下部与最上一层拼接模板连接，所述拼接模板之间及最上一层拼接模板、连接组合体、环状L型接顶装置之间由环形钢箍连接加固。构筑人工矿柱时，自下而上分层拼接该模具并填充人工矿柱构筑材料，最后采用接顶填充材料泵送接顶。该人工矿柱构筑模具结构简单，组装方便，适应性强，接顶完全，形成人工矿柱结构及强度可靠。

Description

一种人工矿柱构筑模具及其使用方法
技术领域
本发明属于矿山开采技术领域，具体涉及一种人工矿柱构筑模具及其使用方法。
背景技术
矿柱是矿产资源地下开采时为进行地压管理而留设的，特别是缓倾斜和倾斜矿体浅孔房柱法开采时往往需要留设大量的原岩矿柱，该部分矿矿量高达15％～25％，由此导致矿石损失率过大。对于矿石品位高、吨矿价值大的矿体，为了充分回收矿产资源，在实际开采过程中人们往往会采用构筑人工矿柱的方式来替代原岩矿柱，将原来需要留设的原岩矿柱置换回采出来，从而提高矿石回收率、改善企业整体经济效益。此外，在某些矿山处理采空区时，往往也需要在特定位置构筑一些人工矿柱来职称顶板围岩，改善区域整体应力分布状态。因此，人工矿柱构筑是矿山开采过程中经常采用的一项工艺和技术。
CN 108119182 A公布了一种基于混凝土布凝固特性的人工矿柱的构筑方法，由以下步骤组成：清理拟构人工矿柱的底板，用钢管构筑人工矿柱骨架，钢管呈梅花型分布，裁剪混凝土布并留孔套在钢管上，逐层洒水凝固并叠加形成人工矿柱的主体，待混凝土布凝固材料加高至接近顶板时，将骨架下部的钢管与顶板预先埋设的钢管通过不锈钢外丝相连，在拟构人工矿柱的剩余空间内注入发泡混凝土凝固完成结顶工作。但由于混凝土布并非常用胶凝材料，因此推广使用起来困难。目前井下人工矿柱最常见的方式为(钢筋)混凝土柱或废石砌筑矿柱，由于井下作业空间受限，材料运输不便，当前人工矿柱构建工艺存在施工工艺复杂、劳动强度大、生产效率低、水泥消耗量大和生产成本高等缺点，不利于矿山降本增效，难以满足高效采矿的要求，制约了矿山的可持续发展。
发明内容
针对上述现有人工矿柱构筑存在的问题，本发明公布了一种人工矿柱构筑模具及其使用方法，采用本发明提供的技术方案可方便快捷的形成强度和结构可靠的人工矿柱。本发明采用如下技术方案实现：
所述人工矿柱构筑模具由环状L型基座、拼接模板、环状L型接顶装置、连接组合体及环形钢箍构成，所述环状L型基座固定在底板岩体上，所述环型L型接顶装置固定在顶板岩体上，所述拼接模板自下而上分层搭接，所述环状L型基座上部连接固定最下一层拼接模板，所述连接组合体用于连接环状L型接顶装置与最上层拼接模板，所述拼接模板之间及最上一层拼接模板、连接组合体、接顶装置之间由所述环形钢箍连接加固。
进一步地，所述环状L型基座的侧帮上设置泌水孔，基座竖直面设有突起卡扣，接地面板上预留螺孔，环状L型基座通过配套螺栓固定在底板岩体上。
进一步地，所述拼接模板单片呈圆弧状板状结构，每层由四片拼接模板构成桶体结构，每片拼接模板上端设置突起卡扣、下端设置有卡槽，卡扣和卡槽之间互相嵌合固定，拼接模板两侧设置有板间咬合槽，咬合槽上预设螺孔，两片拼接模板通过咬合槽拼接，并通过螺栓固定。
进一步地，所述环状L型接顶装置的竖直面上预留注浆孔用于接顶注浆，环状L型接顶装置竖直面板的外径与所述拼接模板的外径相同，内径与卡扣外径相同，环状L型接顶装置接顶面板上预留螺孔，环状L型接顶装置配套螺栓固定在顶板岩体上。
进一步地，所述连接组合体由格栅、高强度塑料布、土工布加工形成，用于连接环状L型接顶装置与最上层拼接模板，形成接顶空间。
进一步地，所述环形钢箍用于固定加固上下两层拼接模板，环形钢箍两端预设板状接头，板状接头上预留螺孔，通过旋紧配套螺栓即实现对上下两层拼接模板的固定加固。
进一步地，使用该人工矿柱构筑模具构筑人工矿柱时，首先将环状L型基座固定在底板岩体上，再将第一层拼接模板安装固定在环形L型基座上，随后向环形L型基座内填充人工矿柱构筑材料，待第一层拼接模板内空间填满后，再将第二层拼接模板安装在第一层拼接模板上并采用环形钢箍固定加固，然后再向第二层拼接模板内填充人工矿柱构筑材料，如此循环操作直至人工矿柱主体逐层加高至接近顶板岩体时，将环状L型接顶装置固定在顶板岩体上，测量最上层拼接模板与环状L型接顶装置之间的距离，裁剪相应规格的格栅、高强度塑料布、土工布组合形成连接组合体，连接最上层拼接模板与环状L型接顶装置竖直面板，并使用环形钢箍进行固定，然后采用注浆泵将接顶填充材料通过环状L型接顶装置上的注浆孔注入接顶。
有益效果
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)结构简单，组装方便，便于在井下受限空间内安装架设，工人劳动强度不大。
(2)人工矿柱构筑完成后，模具与其内部的人工矿柱共同形成一个承载的整体结构，人工矿柱结构及强度可靠。
下面通过附图和具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为实施例中的人工矿柱构筑模具结构示意图。
图中标号：1—环状L型基座，2—泌水孔，3—螺孔，4—卡扣，5—拼接模板，6—卡槽，7—咬合槽，8—螺孔，9—螺栓，10—环形钢箍，11—板状接头，12—螺孔，13—环状L型接顶装置，14—注浆孔，15—格栅，16—高强度塑料布，17—土工布，18—连接组合体。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
参见图1，图示中的一种人工矿柱构筑模具为本发明的优选方案，所述人工矿柱构筑模具由环状L型基座1、拼接模板5、环状L型接顶装置13、连接组合体18及环形钢箍10构成，所述环状L型基座1固定在底板岩体上，所述环型L型接顶装置固定在顶板岩体上，所述拼接模板5自下而上分层搭接，所述环状L型基座1上部连接固定最下一层拼接模板5，所述连接组合体18下部与最上一层拼接模板5连接，所述拼接模板5之间及最上一层拼接模板5、连接组合体18、环状L型接顶装置13之间由所述环形钢箍10连接加固。
进一步地，所述环状L型基座11的侧帮上设置泌水孔2，基座竖直面设有突起卡扣4，接地面板上预留螺孔3，环状L型基座11通过配套螺栓固定在底板岩体上。
进一步地，所述拼接模板5单片呈圆弧状板状结构，每层由四片拼接模板5构成桶体结构，每片拼接模板5上端设置突起卡扣4、下端设置有卡槽6，卡扣4和卡槽6之间互相嵌合固定，拼接模板5两侧设置有板间咬合槽7，咬合槽7上预设螺孔9，两片拼接模板5通过咬合槽7拼接，并通过螺栓固定。
进一步地，所述环状L型接顶装置13的竖直面上预留注浆孔14用于接顶注浆，环状L型接顶装置13竖直面板的外径与所述拼接模板5的外径相同，内径与卡扣4外径相同，环状L型接顶装置13接顶面板上预留螺孔3，环状L型接顶装置13配套螺栓固定在顶板岩体上。
进一步地，所述连接组合体18由格栅15、高强度塑料布16、土工布17加工形成，用于连接环状L型接顶装置13与最上层拼接模板5，形成接顶空间。
进一步地，所述环形钢箍10用于固定加固上下两层拼接模板5，环形钢箍10两端预设板状接头，板状接头上预留螺孔12，通过旋紧配套螺栓即实现对上下两层拼接模板5的固定加固。
进一步地，使用该人工矿柱构筑模具构筑人工矿柱时，首先将环状L型基座1固定在底板岩体上，再将第一层拼接模板5安装固定在环形L型基座上，随后向环形L型基座内填充人工矿柱构筑材料，待第一层拼接模板5内空间填满后，再将第二层拼接模板5安装在第一层拼接模板5上并采用环形钢箍1010固定加固，然后再向第二层拼接模板5内填充人工矿柱构筑材料，如此循环操作直至人工矿柱主体逐层加高至接近顶板岩体时，将环状L型接顶装置13固定在顶板岩体上，测量最上层拼接模板5与环状L型接顶装置13之间的距离，裁剪相应规格的格栅15、高强度塑料布16、土工布17组合形成连接组合体18，连接最上层拼接模板5与环状L型接顶装置13竖直面板，并使用环形钢箍10进行固定，然后采用注浆泵将接顶填充材料通过环状L型接顶装置13上的注浆孔14注入接顶。
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揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种人工矿柱构筑模具，其特征在于：由环状L型基座、拼接模板、环状L型接顶装置、连接组合体及环形钢箍构成；所述环状L型基座固定在底板岩体上，所述环状L型接顶装置固定在顶板岩体上，所述拼接模板自下而上分层搭接，所述环状L型基座上部连接固定最下一层拼接模板，所述连接组合体由格栅、高强度塑料布、土工布加工形成，用于连接环状L型接顶装置与最上层拼接模板，形成接顶空间；所述拼接模板之间及最上一层拼接模板、连接组合体、环状L型接顶装置之间由所述环形钢箍连接加固。
2.根据权利要求1所述的一种人工矿柱构筑模具，其特征在于：所述环状L型基座的侧帮上设置泌水孔，基座竖直面设有突起卡扣，接地面板上预留螺孔，环状L型基座通过配套螺栓固定在底板岩体上。
3.根据权利要求1所述的一种人工矿柱构筑模具，其特征在于：所述拼接模板单片呈圆弧状板状结构，每层由四片拼接模板构成桶体结构，每片拼接模板上端设置突起卡扣、下端设置有卡槽，卡扣和卡槽之间互相嵌合固定，拼接模板两侧设置有板间咬合槽，咬合槽上预设螺孔，两片拼接模板通过咬合槽拼接，并通过螺栓固定。
4.根据权利要求1所述的一种人工矿柱构筑模具，其特征在于：所述环状L型接顶装置的竖直面上预留注浆孔用于接顶注浆，环状L型接顶装置竖直面板的外径与所述拼接模板的外径相同，内径与卡扣外径相同，环状L型接顶装置接顶面板上预留螺孔，环状L型接顶装置配套螺栓固定在顶板岩体上。
5.根据权利要求1所述的一种人工矿柱构筑模具，其特征在于：所述环形钢箍用于固定加固上下两层拼接模板，环形钢箍两端预设板状接头，板状接头上预留螺孔，通过旋紧配套螺栓即实现对上下两层拼接模板的固定加固。
6.根据权利要求1-5任意一项权利要求所述的一种人工矿柱构筑模具的使用方法，其特征在于：使用该人工矿柱构筑模具构筑人工矿柱时，首先将环状L型基座固定在底板岩体上，再将第一层拼接模板安装固定在环形L型基座上，随后向环形L型基座内填充人工矿柱构筑材料，待第一层拼接模板内空间填满后，再将第二层拼接模板安装在第一层拼接模板上并采用环形钢箍固定加固，然后再向第二层拼接模板内填充人工矿柱构筑材料，如此循环操作直至人工矿柱主体逐层加高至接近顶板岩体时，将环状L型接顶装置固定在顶板岩体上，测量最上层拼接模板与环状L型接顶装置之间的距离，裁剪相应规格的格栅、高强度塑料布、土工布组合形成连接组合体，连接最上层拼接模板与环状L型接顶装置竖直面板，并使用环形钢箍进行固定，然后采用注浆泵将接顶填充材料通过环状L型接顶装置上的注浆孔注入接顶。
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