CN219993742U - 新型膨胀锚杆充填构筑挡墙 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型膨胀锚杆充填构筑挡墙，包括土工布层以及设置在土工布层远离采空区一侧的尾砂袋层，尾砂袋层远离采空区一侧设置有若干立柱和膨胀锚杆；所述膨胀锚杆横向设置，包括螺纹钢以及设置在螺纹钢左右两端的紧固装置，所述紧固装置包括膨胀区以及设置在膨胀区两端的阻挡环，膨胀区设置有至少一个膨胀药卷。通过膨胀药卷和阻挡环的设计，能将膨胀锚杆牢牢固定在巷道内壁的钻孔内，同时使膨胀锚杆与巷道内壁形成一个整体，有效增加膨胀锚杆的承载力。尾砂袋、立柱、膨胀锚杆的整体结构设计，能使挡墙具备更好的抗弯效果。土工布层的设置，则能使构筑挡墙与巷道连接成一个整体，从而防止充填过程中巷道边壁上出现漏浆、漏砂的情况。

Description

新型膨胀锚杆充填构筑挡墙

技术领域

本实用新型涉及地下充填采矿挡墙构筑技术领域，尤其涉及一种新型膨胀锚杆充填构筑挡墙。

背景技术

近年来随着绿色矿山建设的推进，由于空场法、崩落法存在易导致地表塌陷、环境被破坏的弊端，而充填采矿法作业安全且能延缓地表沉降等，因而充填采矿法被广泛应用于各大矿山作业。充填采矿工艺中，充填挡墙的构筑是充填前必须完成的一项重要工作，充填挡墙施工质量的好坏，影响着充填工程的效率和充填质量。传统充填挡墙多为重力式挡墙，如红砖、混凝土挡墙等，这种挡墙的抗弯能力差，往往要增加挡墙的厚度才能有效的阻挡充填体的推力，且充填挡墙构筑的材料不能循环利用，同时，挡墙厚度的增加，导致材料消耗加大、构筑时间加长，进而导致采充作业效率低下，影响整个矿山的生产；还有一部分矿山采用槽钢、短锚杆等方式构筑充填挡墙，这种挡墙不但耗费了大量人力物力财力，还存在跑浆漏浆等问题。

现有技术中，公开号为CN102155259B的专利公开了一种利用掘进废石构筑充填挡墙及其构筑方法，其是将掘进废石通过铲运机搬运至挡墙预设处，堆砌成一道废石挡墙，其相较于传统构筑方法，速度较快，但却无法保证充填体的整体的强度，易产生墙体垮塌的现象，且将运输废石的成本较高，变相增加了挡墙砌筑的成本。

有鉴于此，有必要设计一种新型膨胀锚杆充填构筑挡墙，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种施工工艺简单且所用原材料螺纹钢、立柱和尾砂袋等能重复利用，有效节约矿山充填成本，同时通过膨胀锚杆两端的膨胀药卷和阻挡环的设计，有效增加膨胀锚杆的承载力，能满足充填工程对于充填构筑挡墙的承载力需求，以及防止充填过程中巷道边壁上出现漏浆、漏砂的情况，并具备一定抗弯效果的新型膨胀锚杆充填构筑挡墙。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种新型膨胀锚杆充填构筑挡墙，包括土工布层以及设置在所述土工布层远离采空区一侧的尾砂袋层，所述尾砂袋层远离所述采空区一侧设置有若干对所述尾砂袋层进行固定的立柱和膨胀锚杆；所述膨胀锚杆横向设置，包括螺纹钢以及设置在所述螺纹钢左右两端的紧固装置，所述紧固装置包括膨胀区以及设置在所述膨胀区两端的阻挡环，所述膨胀区设置有至少一个膨胀药卷。

作为本实用新型的进一步改进，所述膨胀药卷为中空结构，套设在所述螺纹钢表面，所述膨胀药卷表面包裹有水袋。

作为本实用新型的进一步改进，所述膨胀锚杆左右端分别位于巷道内壁的钻孔内，所述膨胀药卷的外径小于所述钻孔直径；所述阻挡环内径大于所述螺纹钢外径且小于所述膨胀药卷外径，所述阻挡环外径小于所述钻孔直径。

作为本实用新型的进一步改进，所述钻孔分别设置在巷道的上、中、下部位。

作为本实用新型的进一步改进，所述膨胀锚杆设置在所述立柱远离所述采空区一侧。

作为本实用新型的进一步改进，所述尾砂袋层设置有两层，所述尾砂袋层的高度与巷道高度相等，所述尾砂袋层的宽度与巷道宽度相等。

作为本实用新型的进一步改进，所述新型膨胀锚杆充填构筑挡墙上还设置有滤水管。

作为本实用新型的进一步改进，所述滤水管表面设置有若干孔洞，所述滤水管表面包裹有土工布。

作为本实用新型的进一步改进，所述滤水管为软式滤水管、波纹管和盲沟管中任意一种。

作为本实用新型的进一步改进，所述土工布层与巷道边壁通过木楔固定。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型通过膨胀锚杆两端的膨胀药卷和阻挡环的设计，能利用阻挡环对膨胀药卷的膨胀方向的限定，保证膨胀药卷在径向上有足够的膨胀力，进而通过膨胀药卷的膨胀力及粘结作用，将膨胀锚杆牢牢固定在巷道内壁的钻孔内，同时，通过在膨胀药卷表面包裹水袋，能使膨胀药卷经膨胀作用将水袋挤破后进一步吸水，从而达到相应的膨胀粘结作用，利用膨胀药卷的粘结作用使膨胀锚杆与巷道内壁形成一个整体，有效增加膨胀锚杆的承载力。

2.本实用新型通过安装在尾砂袋外侧的立柱能对尾砂袋起到初步固定的作用，横向上安装的膨胀锚杆，则能对尾砂袋进一步固定，从而有效提高充填挡墙抵抗充填体的能力；同时，尾砂袋、立柱、膨胀锚杆的结构设计，能使新型膨胀锚杆充填构筑挡墙具备一定的让压效果，从而使得本实用新型的新型膨胀锚杆充填构筑挡墙与现有的砖砌挡墙、混凝土挡墙和钢结构挡墙相比，具备更好的抗弯效果。

3.本实用新型通过在朝向采空区一侧设置一层土工布层，能使构筑挡墙与巷道连接成一个整体，从而防止充填过程中巷道边壁上出现漏浆、漏砂的情况；同时在土工布层远离采空区一侧设置两层尾砂袋层，利用土工布层与两层尾砂袋层的层层设计，能有效防止水体渗漏，另外，滤水管的设置能起到脱水的作用，从而满足充填过程中对于充填体导水的需求。

4.本实用新型的新型膨胀锚杆充填构筑挡墙，施工工艺简单且所用原材料螺纹钢、立柱和尾砂袋等能重复利用，节约了矿山充填成本，同时挡墙承载力较大，能满足充填工程对于充填构筑挡墙的承载力需求。

附图说明

图1为本实用新型的新型膨胀锚杆充填构筑挡墙的正视图。

图2为本实用新型的新型膨胀锚杆充填构筑挡墙的侧视图。

图3为本实用新型的新型膨胀锚杆充填构筑挡墙的俯视图。

图4为本实用新型的新型膨胀锚杆充填构筑挡墙的局部视图。

附图标记

1、木楔；2、土工布层；31、螺纹钢；32、阻挡环；33、膨胀药卷；4、立柱；5、滤水管；6、尾砂袋层；7、钻孔；8、采空区。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

请参阅图1-图4所示，本实用新型提供了一种新型膨胀锚杆充填构筑挡墙，包括土工布层2以及设置在土工布层2远离采空区8一侧的尾砂袋层6，尾砂袋层6远离采空区8一侧设置有若干对所述尾砂袋层6进行固定的立柱4和膨胀锚杆，膨胀锚杆横向设置在立柱4远离采空区8一侧，所述膨胀锚杆包括螺纹钢31以及设置在螺纹钢31左右两端的紧固装置，所述紧固装置包括膨胀区以及设置在膨胀区两端的阻挡环32，膨胀区设置有至少一个膨胀药卷33。

具体的，巷道的上、中、下部位分别通过气腿凿岩机打孔形成有钻孔7，钻孔7直径为45-55mm，钻孔7长度为70-80cm；膨胀锚杆左右端分别位于巷道内壁的钻孔7内，所述膨胀药卷33由膨胀剂与水泥按一定比例混合，一方面保证膨胀药卷33具有一定的膨胀作用，另一方面保证膨胀药卷33具有一定的粘结作用，从而将螺纹钢31紧紧固定在钻孔7内；所述膨胀药卷33的外径小于所述钻孔7直径，为40-50mm，内径为24-34mm，长为10-15cm，所述膨胀药卷33为中空结构，套设在螺纹钢31表面，且表面包裹有水袋，从而能使膨胀药卷33经膨胀作用将水袋挤破后进一步吸水达到相应的膨胀粘结作用。

具体的，螺纹钢31为矿用螺纹钢锚杆，螺纹钢31长3.2-3.6m，外径为22-32mm，以保证锚杆有足够大抵抗力；所述阻挡环32内径略大于螺纹钢31外径且小于膨胀药卷33外径，为23-33mm，阻挡环32外径小于钻孔7直径，为40-45mm，以阻挡膨胀药卷33在轴向上的膨胀力，保证膨胀药卷33在径向上有足够大的膨胀力，进而将螺纹钢31固定在钻孔7内。

具体的，立柱4直径为400～500mm，最下端打入巷道部分为20～30cm，外露部分为2.5～2.6m，立柱4上部通过短锚杆固定或者打入岩层内部固定。

具体的，尾砂袋层6设置有两层，尾砂袋层6的高度与巷道高度相等，宽度与巷道宽度相等；尾砂袋是由矿山使用后废弃的编织袋装入1/3～1/2尾砂制成，所述尾砂为矿山现有尾砂。

具体的，新型膨胀锚杆充填构筑挡墙左下部位还设置有滤水管5，滤水管5为软式滤水管、波纹管和盲沟管中任意一种，其中，软式滤水管与波纹管在管表面每隔20-30cm打孔，盲沟管表面为有孔结构；滤水管5管径为5-20mm，且滤水管5表面包裹有土工布，当充填体没过滤水管5时利用所述滤水管5能起到脱水作用。

具体的，所述土工布层2与巷道边壁通过木楔1固定；所述木楔1一端粗另一端细，单个木楔1长为30-50mm，细的一端直径为8-10mm，粗的一端直径为15-20mm。

下面对本实用新型的新型膨胀锚杆充填构筑挡墙的制备步骤进行说明：

S1、首先清理挡墙构筑位置处的巷道顶板及四周的浮石，挡墙要求固定在完整的基岩上，底板应清理干净；

S2、在巷道的边壁及顶板采用手持钻打孔，钻头直径为8-10mm，将土工布对折成双层，用木楔1将土工布钉入事先打好的钻孔7内，依次从巷道的边壁的最底端将土工布嵌入岩层内，土工布下部埋入巷道底板内用废石盖住，待将巷道边壁的土工布钉入巷道高约2/3处，剩余部分将作为充填观察口，待充填到一定高度后将上边的土工布全部钉入巷道内；

S3、将尾砂袋横放依次摆放在土工布的外侧，尾砂袋宽10-20cm，摆放2层，尾砂袋摆设的高度为巷道高的2/3，剩余窗口作为充填观察口，尾砂袋摆设的宽度为巷道的宽；

S4、立柱4的安装：首先在巷道底板用冲击器打孔，使孔径略大于立柱4的直径，将立柱4均匀安装在尾砂袋的外侧，立柱4间柱60-70cm左右，立柱4的顶端同样用手持钻打孔装入锚杆固定，用短锚杆将立柱4的顶端固定，起到加固的作用；

S5、膨胀锚杆的安装：以螺纹钢31左端为例，首先在螺纹钢31左端靠近立柱4一侧安装一个阻挡环32，然后将至少一个膨胀药卷33从螺纹钢31最左端套设在螺纹钢31上，然后在螺纹钢31左端远离立柱4一侧安装另一个阻挡环32对膨胀药卷33进行固定，最后在膨胀药卷33的包面包裹一层水袋；螺纹钢31右端也按照左端安装步骤进行阻挡环32和膨胀药卷33的安装；将膨胀药卷33的表面淋水后，将膨胀锚杆插入事先打好的钻孔7内，待膨胀药卷33膨胀将水袋挤破后进一步吸水，从而与钻孔7内壁贴紧，由于膨胀力及粘结作用，膨胀锚杆被牢牢固定，从而起到加固作用；在本实用新型实施例中，相近的两个阻挡环32之间安装有3个膨胀药卷33；

S6、待充填体超过1/3后，在充填挡墙的左下处开口，将滤水管5从充填管道下料口放入采场，一端从充填挡墙处拉出，在滤水管5表面钻孔7或采用表面有孔结构的盲沟管，将管体表面用土工布包裹，待充填体没过滤水管5进一步起到脱水作用。

S7、待充填体超过2/3后，将剩余的挡墙架设完成。

综上所述，本实用新型公开的新型膨胀锚杆充填构筑挡墙，通过膨胀锚杆两端的膨胀药卷33和阻挡环32的设计，能利用阻挡环32对膨胀药卷33的膨胀方向的限定，将膨胀锚杆牢牢固定在巷道内壁的钻孔7内，同时，膨胀药卷33表面包裹水袋的设计，能使膨胀药卷33经膨胀作用将水袋挤破后进一步吸水，从而达到相应的膨胀粘结作用，利用膨胀药卷33的粘结作用使膨胀锚杆与巷道内壁形成一个整体，有效增加膨胀锚杆的承载力。同时，尾砂袋、立柱4、膨胀锚杆的结构设计，能使新型膨胀锚杆充填构筑挡墙具备一定的让压效果，从而使得本实用新型的新型膨胀锚杆充填构筑挡墙与现有的砖砌挡墙、混凝土挡墙和钢结构挡墙相比，具备更好的抗弯效果。此外，土工布层2的设置，能使构筑挡墙与巷道连接成一个整体，从而防止充填过程中巷道边壁上出现漏浆、漏砂的情况；且土工布层2与两层尾砂袋层6的层层设计，能有效防止水体渗漏，结合滤水管5的的脱水作用，从而满足充填过程中对于充填体导水的需求。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种新型膨胀锚杆充填构筑挡墙，其特征在于：包括土工布层以及设置在所述土工布层远离采空区一侧的尾砂袋层，所述尾砂袋层远离所述采空区一侧设置有若干对所述尾砂袋层进行固定的立柱和膨胀锚杆；所述膨胀锚杆横向设置，包括螺纹钢以及设置在所述螺纹钢左右两端的紧固装置，所述紧固装置包括膨胀区以及设置在所述膨胀区两端的阻挡环，所述膨胀区设置有至少一个膨胀药卷。

2.根据权利要求1所述的新型膨胀锚杆充填构筑挡墙，其特征在于：所述膨胀药卷为中空结构，套设在所述螺纹钢表面，所述膨胀药卷表面包裹有水袋。

3.根据权利要求2所述的新型膨胀锚杆充填构筑挡墙，其特征在于：所述膨胀锚杆左右端分别位于巷道内壁的钻孔内，所述膨胀药卷的外径小于所述钻孔直径；所述阻挡环内径大于所述螺纹钢外径且小于所述膨胀药卷外径，所述阻挡环外径小于所述钻孔直径。

4.根据权利要求3所述的新型膨胀锚杆充填构筑挡墙，其特征在于：所述钻孔分别设置在巷道的上、中、下部位。

5.根据权利要求1所述的新型膨胀锚杆充填构筑挡墙，其特征在于：所述膨胀锚杆设置在所述立柱远离所述采空区一侧。

6.根据权利要求1所述的新型膨胀锚杆充填构筑挡墙，其特征在于：所述尾砂袋层设置有两层，所述尾砂袋层的高度与巷道高度相等，所述尾砂袋层的宽度与巷道宽度相等。

7.根据权利要求1所述的新型膨胀锚杆充填构筑挡墙，其特征在于：所述新型膨胀锚杆充填构筑挡墙上还设置有滤水管。

8.根据权利要求7所述的新型膨胀锚杆充填构筑挡墙，其特征在于：所述滤水管表面设置有若干孔洞，所述滤水管表面包裹有土工布。

9.根据权利要求7所述的新型膨胀锚杆充填构筑挡墙，其特征在于：所述滤水管为软式滤水管、波纹管和盲沟管中任意一种。

10.根据权利要求1所述的新型膨胀锚杆充填构筑挡墙，其特征在于：所述土工布层与巷道边壁通过木楔固定。