權(quán)利要求

1.充填體內(nèi)高安全性的運(yùn)輸通道，采場包括采空區(qū)(6)和設(shè)置于所述采空區(qū)(6)兩側(cè)的兩個待連通區(qū)，每個所述待連通區(qū)均設(shè)有巷道，其特征在于：高安全性的運(yùn)輸通道包括運(yùn)輸通道(9)和設(shè)置于所述運(yùn)輸通道(9)上方的支撐體；所述運(yùn)輸通道(9)與兩個所述待連通區(qū)的所述巷道連通；所述支撐體包括支撐骨架和與所述支撐骨架連為一體的充填體(8)；所述支撐骨架包括組合拱形架，所述充填體(8)設(shè)置于所述組合拱形架上部與所述采空區(qū)(6)頂板之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充填體內(nèi)高安全性的運(yùn)輸通道，其特征在于：所述組合拱形架由若干個拱形支架(1)相互連接而成，相鄰兩個所述拱形支架(1)的間距為800-1000mm。 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充填體內(nèi)高安全性的運(yùn)輸通道，其特征在于：所述組合拱形架通過頂部連筋(2)和腰部連筋(3)將若干個拱形支架(1)相互連接。 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的充填體內(nèi)高安全性的運(yùn)輸通道，其特征在于：所述頂部連筋(2)和所述腰部連筋(3)與所述拱形支架(1)的連接處采用點(diǎn)焊固定。 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充填體內(nèi)高安全性的運(yùn)輸通道，其特征在于：所述組合拱形架的若干個所述拱形支架(1)之間還設(shè)有牽引索。 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的充填體內(nèi)高安全性的運(yùn)輸通道，其特征在于：所述拱形支架(1)的拱形兩側(cè)壁外側(cè)上設(shè)有導(dǎo)向耳(4)，所述牽引索穿過所述導(dǎo)向耳(4)將所述拱形支架(1)連接。 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的充填體內(nèi)高安全性的運(yùn)輸通道，其特征在于：所述導(dǎo)向耳(4)由直徑為8-10mm的螺紋鋼彎曲后與所述拱形支架(1)側(cè)壁焊接而成，所述導(dǎo)向耳(4)的內(nèi)徑大于所述牽引索的外徑。 8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的充填體內(nèi)高安全性的運(yùn)輸通道，其特征在于：所述拱形支架(1)為拱形鋼支架。 9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的充填體內(nèi)高安全性的運(yùn)輸通道的制備方法，其特征在于：所述拱形支架(1)的底部設(shè)有滾輪(5)。 10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充填體內(nèi)高安全性的運(yùn)輸通道，其特征在于：所述運(yùn)輸通道(9)的內(nèi)壁噴射有用于封閉所述充填體(8)的混凝土，避免水汽對充填體質(zhì)量的影響。

說明書

充填體內(nèi)高安全性的運(yùn)輸通道

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及礦山開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種充填體內(nèi)高安全性的運(yùn)輸通道。

背景技術(shù)

地下礦山通常擁有數(shù)條礦脈，為了便于礦山開采中的礦石運(yùn)輸，一般會在特定區(qū)域設(shè)置連通上下盤的穿脈巷道作為運(yùn)輸通道。該運(yùn)輸通道可以設(shè)置在保安礦柱內(nèi)或者設(shè)置在將保安礦柱開采后的采空區(qū)內(nèi)。

如果將運(yùn)輸通道設(shè)置在保安礦柱內(nèi)，為了避免該運(yùn)輸通道受采空區(qū)的影響，確保其穩(wěn)定性及安全性，保安礦柱則無法回采。這使得大量礦石資源難以回收利用，既浪費(fèi)寶貴的不可再生資源，同時降低礦山企業(yè)的效益，所以這種方式在逐步被取代。

為了回收礦石資源，目前，將運(yùn)輸通道設(shè)置于礦體開采后的采空區(qū)內(nèi)的方法較為普遍。但是，如何在采空區(qū)形成安全性高的通道以便于運(yùn)輸是一大難題。

如果直接在采空區(qū)中利用鋼結(jié)構(gòu)和混凝土構(gòu)筑隧道來作為運(yùn)輸通道，這種構(gòu)筑方式一方面需要人員進(jìn)入采空區(qū)作業(yè)，這將存在極大的安全風(fēng)險，不符合安全規(guī)程；另一方面構(gòu)筑好的運(yùn)輸通道仍然受采空區(qū)頂部和側(cè)幫可能掉落的巖石的威脅，運(yùn)輸通道本身也存在安全隱患。

采空區(qū)內(nèi)另一種構(gòu)筑運(yùn)輸通道的方式是在上述預(yù)制通道的基礎(chǔ)上，將采空區(qū)進(jìn)行充填，待充填體凝固之后，形成完整的運(yùn)輸通道。例如申請?zhí)枮镃N201810657861.5的專利公開了一種井下待充填采空區(qū)內(nèi)預(yù)制巷道及構(gòu)筑方法，先在采空區(qū)澆筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主體，待整個巷道養(yǎng)護(hù)一定時間后再向待充填采空區(qū)中輸送充填漿料，該方法的不足之處在于除了人員需直接在采空區(qū)內(nèi)作業(yè)外，構(gòu)筑的運(yùn)輸通道需要抵抗充填料漿的側(cè)向壓力，對于通道的堵漏、受力條件提出了很高的要求，難以實(shí)現(xiàn)。

在采空區(qū)內(nèi)構(gòu)筑運(yùn)輸通道的又一種方式是先將采空區(qū)完全充填，然后再運(yùn)用爆破或機(jī)械掘進(jìn)的方式對充填區(qū)進(jìn)行二次掘進(jìn)，形成運(yùn)輸通道，并在挖掘進(jìn)過程中做好運(yùn)輸通道的支護(hù)。這種方式安全性高，但對支護(hù)的要求很高，并且邊掘進(jìn)邊進(jìn)行支護(hù)導(dǎo)致該方法的效率很低。

有鑒于此，有必要設(shè)計(jì)一種改進(jìn)的充填體內(nèi)高安全性的運(yùn)輸通道，以解決上述問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種充填體內(nèi)高安全性的運(yùn)輸通道，通過將支撐骨架和充填體設(shè)置成一個整體，形成高安全性的運(yùn)輸通道。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種充填體內(nèi)高安全性的運(yùn)輸通道，采場包括采空區(qū)和設(shè)置于所述采空區(qū)兩側(cè)的兩個待連通區(qū)，每個所述待連通區(qū)均設(shè)有巷道，高安全性的運(yùn)輸通道包括運(yùn)輸通道和設(shè)置于所述運(yùn)輸通道上方的支撐體；所述運(yùn)輸通道與兩個所述待連通區(qū)的所述巷道連通；所述支撐體包括支撐骨架和與所述支撐骨架連為一體的充填體；所述支撐骨架包括組合拱形架，所述充填體設(shè)置于所述組合拱形架上部與所述采空區(qū)頂板之間。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述組合拱形架由若干個拱形支架相互連接而成，相鄰兩個所述拱形支架的間距為800-900mm。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述組合拱形架通過頂部連筋和腰部連筋將若干個拱形支架相互連接。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述頂部連筋和所述腰部連筋與所述拱形支架的連接處采用點(diǎn)焊固定。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述組合拱形架的若干個所述拱形支架之間還設(shè)有牽引索。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述拱形支架的拱形兩側(cè)壁外側(cè)上設(shè)有導(dǎo)向耳，所述牽引索穿過所述導(dǎo)向耳將所述拱形支架連接。。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述導(dǎo)向耳由直徑為8-10mm的螺紋鋼彎曲后與所述拱形支架側(cè)壁焊接而成，所述導(dǎo)向耳的內(nèi)徑大于所述牽引索的外徑。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述拱形支架為拱形鋼支架。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述拱形支架的底部設(shè)有滾輪。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述運(yùn)輸通道的內(nèi)壁噴射有用于封閉所述充填體的混凝土，避免水汽對充填體質(zhì)量的影響

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述運(yùn)輸通道的內(nèi)壁噴射有用于封閉所述充填體的混凝土，避免水汽對充填體質(zhì)量的影響。

本實(shí)用新型的有益效果是：

(1)本實(shí)用新型的支撐骨架和充填體連為一體，支撐骨架嵌在充填體內(nèi)，從而提高組合拱形架與充填體的結(jié)合牢度，最終提高運(yùn)輸通道的安全性。另外，運(yùn)輸通道將組合拱形架作為支撐骨架，通過組合拱形架和充填體聯(lián)合支撐的方式，再結(jié)合組合拱形架是預(yù)先埋進(jìn)采空區(qū)內(nèi)的，因此組合拱形架和充填體的結(jié)合力更強(qiáng)，進(jìn)一步提高運(yùn)輸通道的安全性。該運(yùn)輸通道的組合拱形架與充填體形成一個整體，相比于先掘進(jìn)后支護(hù)的方式，不僅能更好地控制地壓，而且掘進(jìn)與支護(hù)工序分開，經(jīng)濟(jì)高效。

(2)本實(shí)用新型運(yùn)輸通道的構(gòu)建過程，通過無人鏟運(yùn)機(jī)的牽引，使帶滾輪的拱形鋼支架進(jìn)入空區(qū)，不需要人員在采空區(qū)進(jìn)行危險作業(yè)，確保人員的安全；通過設(shè)置牽引索，對組合拱形架起引導(dǎo)、定位及固定作用，確保組合拱形架安裝在合適位置，使組合拱形架各個部分的受力均衡，提高運(yùn)輸通道的安全性；該運(yùn)輸通道的設(shè)置，使人員在后期作業(yè)中不用暴露在采空區(qū)的頂板下，進(jìn)一步提高安全性。

(3)本實(shí)用新型在充填體內(nèi)快速高效構(gòu)建運(yùn)輸通道的方法，可在礦山大規(guī)模推廣使用。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型組合拱形架的側(cè)視圖。

圖2為本實(shí)用新型拱形支架的拱形面的示意圖。

圖3為充填后采空區(qū)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型高安全性的運(yùn)輸通道的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型高安全性的運(yùn)輸通道的正視圖。

圖6為具體實(shí)施例形成的運(yùn)輸通道的示意圖。

附圖標(biāo)記

1-拱形支架；2-頂部連筋；3-腰部連筋；4-導(dǎo)向耳；5-滾輪；6-采空區(qū)；7-充填擋墻；8-充填體；9-運(yùn)輸通道。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。

在此，還需要說明的是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本實(shí)用新型，在附圖中僅僅示出了與本實(shí)用新型的方案密切相關(guān)的結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本實(shí)用新型關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。

另外，還需要說明的是，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。

如圖1至圖5所示，本實(shí)用新型提供了一種充填體內(nèi)高安全性的運(yùn)輸通道，采場包括采空區(qū)6和設(shè)置于采空區(qū)6兩側(cè)的兩個待連通區(qū)，每個待連通區(qū)均設(shè)有巷道，高安全性的運(yùn)輸通道包括運(yùn)輸通道9和設(shè)置于運(yùn)輸通道9上方的支撐體。運(yùn)輸通道9與兩個待連通區(qū)的巷道連通；支撐體包括支撐骨架和與支撐骨架連為一體的充填體8；支撐骨架包括組合拱形架，充填體8設(shè)置于組合拱形架上部與采空區(qū)6頂板之間。具體地，運(yùn)輸通道9是通過先在采空區(qū)6內(nèi)埋設(shè)支撐骨架，再將采空區(qū)6完全充填(包括支撐骨架下方的部分)，待填料達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度后，最后將支撐骨架內(nèi)部的填料挖出形成的。

具體地，支撐骨架為組合拱形架，組合拱形架由若干個拱形支架1相互連接而成，相鄰兩個拱形支架1的間距為800-1000mm。在一些實(shí)施例中，拱形支架1為拱形鋼支架，具體為三星拱U型鋼拱架，按《巷道金屬支架系列》MT143-1986中的相應(yīng)要求組合而成，此處不再贅述。

如圖1和圖2所示，組合拱形架通過頂部連筋2和腰部連筋3將若干個拱形支架1相互連接。優(yōu)選地，頂部連筋2和腰部連筋3與拱形支架1的連接處采用點(diǎn)焊固定。

在一些實(shí)施例中，組合拱形架經(jīng)無人鏟運(yùn)機(jī)牽引至采空區(qū)6的預(yù)設(shè)位置，如此操作，避免人員在采空區(qū)6內(nèi)進(jìn)行作業(yè)，保證人員的安全。

采空區(qū)6內(nèi)設(shè)有兩端分別與兩個待連通區(qū)固定的兩條牽引索(牽引索的兩端分別固定在兩個待連通區(qū)巷道的幫壁上)，牽引索兩端由錨桿固定，拱形支架1的拱形兩側(cè)壁外側(cè)上設(shè)有與牽引索配合使用的導(dǎo)向耳4，牽引索分別穿過拱形支架1兩側(cè)的導(dǎo)向耳4(在牽引索穿過所有導(dǎo)向耳4后，再將牽引索固定)。組合拱形架被無人鏟運(yùn)機(jī)牽引至采空區(qū)6的過程中，牽引索一方面可以調(diào)整組合拱形架的前進(jìn)方向(起到導(dǎo)向作用)，另一方面可以對每個拱形支架1進(jìn)行定位，使其固定在最終位置，即預(yù)設(shè)位置(達(dá)到運(yùn)輸通道9定位的目的)。牽引索優(yōu)選為鋼索，鋼索牢固性好，避免在牽引過程中發(fā)生斷裂。

具體地，導(dǎo)向耳4由直徑為8-10mm的螺紋鋼彎曲后與拱形支架1側(cè)壁焊接而成。導(dǎo)向耳4的內(nèi)徑約50mm，鋼索外徑15-20mm，導(dǎo)向耳4的內(nèi)徑大于鋼索的外徑。

拱形支架1的底部設(shè)有滾輪5，如此設(shè)置，在組合拱形架移動過程中，可以通過滾輪5在滾輪在地面滾動，從而帶動組合拱形架前行。

在一些實(shí)施例中，運(yùn)輸通道9的內(nèi)壁噴射有用于封閉充填體8的混凝土，避免水汽對充填體質(zhì)量的影響。

運(yùn)輸通道9的具體制備方法為：

S1.將兩個待連通區(qū)中間的礦體開采，形成采空區(qū)6，將組合拱形架設(shè)置于采空區(qū)6的預(yù)設(shè)位置，使組合拱形架形成的通道能夠?qū)蓚€待連通區(qū)連通；組合拱形架由若干個拱形支架1相互連接而成，相鄰兩個拱形支架1的間距為800-900mm；

S2.在采空區(qū)6與兩個所述待連通區(qū)的巷道的連接處設(shè)置充填擋墻7，封閉采空區(qū)6，用充填料漿將采空區(qū)6的空區(qū)進(jìn)行完全充填，組合拱形架被埋設(shè)于充填料漿中；

S3.待采空區(qū)6內(nèi)的充填料漿凝固形成充填體8，且充填體8達(dá)到預(yù)設(shè)強(qiáng)度后，對充填后的采空區(qū)6進(jìn)行掘進(jìn)，將組合拱形架內(nèi)部的充填體8挖出，形成運(yùn)輸通道9。

下面通過具體實(shí)施例對本分明的高安全性的運(yùn)輸通道的制備方法進(jìn)行說明。如圖6所示，需要將某礦山的待連通區(qū)1和待連通區(qū)2通過巷道1和巷道2連通，形成一條高安全性的運(yùn)輸通道，具體操作包括如下步驟：

S1.首先將礦體區(qū)域進(jìn)行開采，形成采空區(qū)6；然后將若干個拱形鋼支架通過搭接方式將頂部連筋2和腰部連筋3連接形成組合拱形架；接著在采空區(qū)6內(nèi)布置兩條能將巷道1和巷道2連通的鋼索(鋼索的兩端分別固定在巷道1和巷道2的幫壁上，鋼索兩端由錨桿固定)，通過無人鏟運(yùn)機(jī)將組合拱形架沿著鋼索的方向牽引至采空區(qū)6的預(yù)設(shè)位置(鋼索穿過導(dǎo)向耳4，通過調(diào)整鋼索的方向，使組合拱形架按既定的方向前行，達(dá)到運(yùn)輸通道9定位的目的，在鋼索穿過所有導(dǎo)向耳4后，再將鋼索固定)，使組合拱形架形成的通道能夠?qū)蓚€待連通區(qū)的巷道1和巷道2連通。

S2.在采空區(qū)6的巷道1和巷道2的兩端連接處設(shè)置充填擋墻7，封閉采空區(qū)6。接著用充填料漿將采空區(qū)6的空區(qū)進(jìn)行充填，使采空區(qū)6全部被充填料漿灌滿(包括組合拱形架下方的空間)，使組合拱形架被埋設(shè)于充填料漿中，與充填料漿形成整體。

如此操作，組合拱形架被牢固地埋設(shè)于充填料漿中，并與充填料漿形成整體，提高組合拱形架與充填料漿結(jié)合的牢固性，進(jìn)而提高組合拱形架與充填體8的結(jié)合牢度。

S3.待采空區(qū)6內(nèi)的充填料漿經(jīng)養(yǎng)護(hù)凝固形成充填體8，且確保充填體8達(dá)到預(yù)設(shè)強(qiáng)度后，利用懸臂式掘進(jìn)機(jī)對充填后的采空區(qū)6進(jìn)行機(jī)械開挖，將組合拱形架內(nèi)部的充填體8挖出，形成運(yùn)輸通道9。同時在運(yùn)輸通道9內(nèi)壁噴射混凝土封閉充填體，避免水汽對充填體質(zhì)量的影響。

如此操作，運(yùn)輸通道9通過組合拱形架和充填體8聯(lián)合支撐，且組合拱形架是預(yù)先埋進(jìn)采空區(qū)6內(nèi)的，因此組合拱形架和充填體8的結(jié)合力更強(qiáng)，進(jìn)一步提高運(yùn)輸通道9的安全性。

當(dāng)懸臂式掘進(jìn)機(jī)挖掘到距離拱形支架1有10-20cm時，要減慢挖掘速度，確保動作慢、幅度輕，避免掘進(jìn)過程對拱形支架1造成損壞，最終形成運(yùn)輸通道9。此時，運(yùn)輸通道9有拱形支架1支護(hù)，拱形支架1與充填體8形成整體，有效控制地壓，保證運(yùn)輸通道9安全運(yùn)行。

綜上所述，本實(shí)用新型提供了一種充填體內(nèi)高安全性的運(yùn)輸通道及其制備方法，先在采空區(qū)內(nèi)埋設(shè)組合拱形架，再充填采空區(qū)，待充填體達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度后，最后將組合拱形架內(nèi)部的充填體挖出，形成運(yùn)輸通道，在充填采空區(qū)時，組合拱形架與充填料漿牢固結(jié)合并形成整體，從而使充填體與組合拱形架形成整體，進(jìn)而提高組合拱形架與充填體的結(jié)合牢度，最終提高運(yùn)輸通道的安全性；相比于先掘進(jìn)后支護(hù)的方式，不僅能更好地控制地壓，而且掘進(jìn)與支護(hù)工序分開，經(jīng)濟(jì)高效；該方法可在礦山大規(guī)模推廣使用。

以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍。

充填體內(nèi)高安全性的運(yùn)輸通道.pdf