[发明专利]一种采空区充填方法及其填充装置

权利要求书

1.一种采空区充填方法，其特征在于，包括：

S1、输送水泥

水泥通过进浆管(8)利用泵送进入采空区；

S2、输送地质聚合物

输送水泥20-25min后，通过填充装置开始输送地质聚合物，输送地质聚合物通过入料口(2)进入采空区，同时进浆管(8)继续泵送水泥，其泵送速度为100-200L/min，输送地质聚合物再通过振动器(6)的作用下进入入料斗(3)，进浆管中水泥携带输送地质聚合物进入采空区，为了保证充填效果，每1-1.5h装置停止10-15min，当充填高度接近采空区顶板0.5-0.8m左右时，停止输送地质聚合物和水泥的注入；

S3、加固地层

对采空区顶板以下0.5-0.8m的位置处，用压送设备将注入丙烯酸盐注浆液，使丙烯酸盐注浆液在采空区扩散、凝胶和固化，对输送的地质聚合物进行限位；

所述地质聚合物的制备方法为：

S21、按照质量分数选取：45-50份赤泥、6-8份水泥、1-3份矿粉、1-3份脱硫石膏、30-40份粉煤灰、1-3份陶瓷颗粒、1-3份氧化锆和3-5份外加剂；

S22、将S21中成分进行搅拌混合，制备出固态混合物；

S23、在温度为10℃-35℃的防尘环境下，用水与固态混合物呈1:1.2的比例进行搅拌，制得材料强度≥4.0MPa的聚合物材料；

外加剂是以PC聚羧酸与萘磺酸盐甲醛缩合物为基料，在密闭空间内，顺时针搅拌，并保持转速60r/min；

所述采空区充填方法使用的装置，包括：

入料口(2)、筛子(1)、入料斗(3)、钢架(4)和振动器(6)，所述入料口(2)位于装置最顶部，由四块钢板焊接组成，所述入料斗(3)为漏斗状与入料口(2)焊接为一体，所述筛子(1)位于入料口(2)与入料斗(3)的连接部位，所述振动器(6)设置在入料斗(3)外侧，振动器(6)可以通电后自主振动，充填装置包括对接法兰(5)、插筏板(7)、传感器(9)和注浆管(10)，注浆管(10)通过对接法兰连通至入料斗(3)的底部，法兰(5)下部为插筏板(7)，插筏板(7)与注浆管(10)连接，注浆管(10)上部靠近插筏板(7)位置处设置传感器(9)，注浆管(10)中间段的一侧连通一根进浆管(8)，振动器(6)为地质聚合物的输送提供了动力；

所述入料斗(3)的下方设置钢架，将入料斗(3)固定于水平地面上方；

所述采空区充填方法使用的装置，还连接有一拌和运输装置，地质聚合物的充填依靠一个拌和运输装置完成；

所述拌和运输装置包括：能源行驶机构和聚合物搅拌机构，所述能源行驶机构包括：电池外壳(12)，设置在所述电池外壳(12)中的蓄电池(121)、固定支架(13)、车辆平板(14)、设置在所述车辆平板(14)下的车轮(18)、用于驱动所述车轮(18)的电动机(20)；所述聚合物搅拌机构包括：填料口(11)、带齿轮电动机(151)、搅拌罐齿轮(152)、搅拌罐(16)、搅拌棒(162)和注浆管(19)，填料口(11)有两个，并排位于电池外壳(12)上部，呈梯形体状，带齿轮电动机(151)与搅拌罐齿轮(152)位于搅拌罐(16)上部，并且外部套有圆柱外壳(15)，搅拌棒(162)位于搅拌罐(16)内，并与搅拌罐齿轮(152)相连；

所述采空区充填方法使用的装置进行聚合物拌和的方法包括如下步骤：

蓄电池(121)为带齿轮电动机(151)和电动机(20)工作提供动力，聚合物由填料口(11)进入搅拌罐(16)，带齿轮电动机(151)的转动带动搅拌罐齿轮(152)转动，搅拌罐齿轮(152)的转动使搅拌棒(162)开始工作，以此进行材料拌和，电动机(20)转动带动车轴转动，从而为装置的移动提供动力，最后抽送泵(21)在蓄电池提供动力情况下将材料通过注浆管(19)注入入料口(2)。

2.根据权利要求1所述的一种采空区充填方法，其特征在于，S1中进浆管水泥的泵送速度为100-150L/min，可以保证输送地质聚合物不堵塞注浆孔。