[发明专利]一种矿山采空区充填流体材料的装置系统及充填方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿山采空区的充填，具体涉及一种矿山采空区充填流体材料的装置系统及充填方法。

背景技术

人们将有用的矿石从地下开采后运至地面，此时地下留有大片的采空区，采空区由于受矿山压力的作用，采空区上方就形成地面下沉，尤其是河流、铁路、村庄受到影响更大，为此，矿山开采经过上述地区时，人们为了不使采空区形成地面下沉，人们将采空区进行充填，其采空区进行充填的方法较多，传统的充填有固体材料充填和流体材料充填两种方式，固体充填材料运输较为困难，流体材料充填则需要模板，例如中国专利申请号200910185319.5，提供了一种采空区袋式充填方法，从开切眼起，在采空区内间隔吊挂多个柔性充填袋，并在柔性充填袋外侧柱设依托于单体支柱的模板，向袋内充填含水量达85％以上的高水材料浆液至饱满，待袋内高水材料凝固后，拆除模板和单体支柱，完成一排充填循环，随着采煤工作面的推进，继续下一排充填作业，紧靠前排吊挂柔性充填袋，进行下一循环的挂袋充填，周而复始，直至完成整个采空区的充填作业，上述充填袋的长度为10-20m，宽度为2-3m，高度与工作面采高相同。

上述的一种采空区袋式充填方法存在如下问题：柔性充填袋通过多颗单体挂设，并在柔性充填袋四周围一圈刚性模板，并通过单体支柱固定，单体及刚性模板搬运困难，支模难度大；需要向多个柔性充填袋内充填，输送管头需要经常接管、拆管，劳动量大；柔性充填袋前后左右部分互相重叠导致用量大，价格高；柔性充填袋采用风筒布，材质强度低，一处漏浆导致全体积漏浆，难以适应大体积充填；大量施工人员在采空区挂袋、架设单体支柱、拼接刚性模板，安全管理难度大；上述采空区袋式充填方法难以适应大规模开采需要，影响回采速度。

发明内容

本发明的目的提供一种施工简单、速度快、人员不在采空区作业、安全可靠、隔绝性好、不影响回采速度，造价低的一种矿山采空区充填流体材料的装置系统。

本发明的另一目的提供充填方法。

为了克服现有技术的不足，本发明的技术方案是这样解决的：一种矿山采空区充填流体材料的装置系统，包括采煤工作面、液压支架、采空区，所述采煤工作面设有多台液压支架，所述液压支架的支柱一端与液压支架的底座连接，另一端与液压支架的顶梁连接，本发明的特殊之处在于所述液压支架后端设有工作间，工作间顶部为液压支架的顶梁，底部置有液压支架的底座，靠采空区右侧设有升降侧护板和固定侧护板，所述升降侧护板与固定侧护板滑移连接，固定侧护板与液压支架的底座固定连接，所述升降侧护板一端与液压油缸连接，液压油缸与液压支架的底座固定连接，所述升降侧护板另一端镶嵌有橡胶垫，所述升降侧护板与液压支架最靠近采空区一排的支柱的距离f为0.4～1.5m；其中，在工作间与采空区之间放置有一次性封闭柔性隔离模筒，所述一次性封闭柔性隔离模筒由第一层高强纤维布、第二层高强纤维布缝制而成，所述第二层高强纤维布设有注入筒，所述注入筒为双层纤维布缝制而成，所述注入筒内插入充填输送管绑扎连接，所述一次性封闭柔性隔离模筒绕橡胶垫上端进入液压支架后方的采空区内，在工作间内一次性封闭柔性隔离模筒通过手提缝纫机缝接沿采矿工作面回采方向接长，柔性隔离模筒不断接长最终形成一个与采煤工作面采空区的长宽高相同的大型封闭体，充填流体材料通过充填输送管经由注入筒向采空区的一次性封闭柔性隔离模筒内分次分段注入充填。

所述注入筒为双层筒状结构，注入筒内层置于柔性隔离模筒内部，注入筒外层置于柔性隔离模筒外部，充填输送管拔管后注入筒内层自动封闭。

一种矿山采空区充填流体材料的装置系统的充填方法，按下述步骤进行：

1)、预先制作第一层高强纤维布、第二层高强纤维布，第二层高强纤维布上设有注入筒；

2)、在液压支架后端的工作间内用手提缝纫机缝制接长线，接长第一层高强纤维布和第二层高强纤维布，用手提缝纫机缝制缝合线，缝合工作面两端头处的第一层高强纤维布与第二层高强纤维布的边缘，形成与采空区横断面周边相等的筒状体即一次性封闭柔性隔离模筒；

3)、采煤工作面回采时随着移动液压支架的移动，柔性隔离模筒继续向后拉伸铺设；

4)、回采达到1-10m步距后，升起升降侧护板，柔性隔离模筒被夹持在液压支架的顶梁上，夹持处的柔性隔离模筒的第一层高强纤维布与第二层高强纤维布紧密接触，采空区内的柔性隔离模筒形成封闭空间；

5)、注入筒内层置于采空区的柔性隔离模筒内，注入筒外层与充填输送管绑扎连接；

6)、当柔性隔离模筒安装完成后，流体材料充填料通过输送管经由注入筒注入采空区的柔性隔离模筒内；