一种井下平巷充填管道的架设方法

技术领域

本发明涉及矿山开采充填系统，特别是一种辅用于矿山充填的井下平巷充填管道的架设方法，既可有效降低巷道宽度及断面面积，节省工程量，又能避免管道凹凸起伏，有利于充填料浆管道输送。

背景技术

目前，矿山井下充填管道多采用沿巷道底板敷设、或沿巷道侧壁架设的方式，管道在满足车辆及人员等安全通行的情况下，导致巷道宽度较大，且拱高与巷道宽度成正比，因此必然导致巷道断面较大，增加巷道掘进及支护工程量，尤其是当充填管道沿巷道侧壁架设时，若与压风和供水管道同侧布置，压风和供水管道的支管阀门以及消火栓均与充填管道位置冲突，故需将充填管道架设在压风和供水管道对侧的巷道侧壁上，导致巷道断面进一步加大。同时，水平主充填管道所经过的沿脉巷道沿线需要跨越许多硐室联络巷道或支脉巷道，因此充填管道需要经常跨门，当采用上跨门方式时，充填管道成凸状，大幅增加局部阻力，两个凸状跨门之间的管道内的料浆易沉积；反之，采用下跨门时，充填管道成凹状，也同样大幅增加了局部阻力，凹状跨门处管道内的料浆易沉积，且凹状跨门处管道存在被车辆、人员碾压而导致损坏的风险。此外，当充填管道沿巷道底板敷设时，巡检时对于管道的跑冒滴漏情况是不易察觉的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既可以有效降低巷道宽度及断面面积，节省工程量，又能避免管道凹凸起伏，有利于充填料浆管道输送的井下平巷充填管道的架设方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明的一种井下平巷充填管道的架设方法，其特征在于：包括下列步骤：

步骤一：根据车辆和设备安全通行的高度确定充填管道距离巷道底板的高度，

步骤二：在巷道拱顶沿充填管道内料浆的流向等距离间隔预设锚杆排列成一排；在所述锚杆下端焊接有管道吊架拉杆，在管道吊架拉杆的下部焊接有尾环，所述的锚杆上端通过水泥砂浆锚固在巷道的拱顶上；

步骤三：充填管道的布设

充填管道由多个管段组成，将每一段充填管道采用卡箍式接头与上游充填管道连接在一起，每段充填管道的中间位置均设有管卡卡箍，并通过螺栓、垫圈和螺母将管卡卡箍与管道吊架拉杆的尾环固定连接，直至充填采场内充填管道的末端尽头处。

优选地，所述锚杆为直径25mm的钢筋，有效锚固长度不小于1.5m，管道吊架拉杆的长度不小于0.2m。

优选地，所述管道吊架拉杆与尾环为满焊焊接，管道吊架拉杆与锚杆为双面焊接。

优选地，所述的充填管道的管段长度为3 m ~6m。

优选地，所述管卡卡箍为Ω型管卡卡箍或两个对接的C型管卡卡箍。

优选地，所述的卡箍式接头为柔性卡箍式接头和刚性卡箍式接头。

优选地，所述充填管道水平转弯处的前、后20m内的1~3个卡箍式接头为柔性卡箍式接头，在所述充填管道每隔150m~200m处的1~3个卡箍式接头为柔性卡箍式接头，其余均为刚性卡箍式接头。

本发明的有益效果是：

1、巷道宽度及巷道断面小，降低巷道掘进及支护工程量；

2、无须跨门，避免管道凹凸起伏，大幅降低了充填料浆输送的局部阻力，且料浆不易沉积，有利于充填料浆的管道输送；

3、管道安装、拆卸方便，降低工人劳动强度；

4、便于巡检时观察充填管道的跑冒滴漏情况。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中A-A向剖面图。

图3是架设时充填管道的举升示意图。

图4是管道吊架拉杆和锚杆出露端焊接示意图。

图5是图4的B-B向剖面图。

图6是两个对接的C型管卡卡箍与尾环连接的示意图。

图7是卡箍式接头为Ω型管卡卡箍与尾环连接的示意图。

图中序号说明：1-充填管道、2-卡箍式接头、3-锚杆、4-管道吊架拉杆、41-尾环、5-管卡卡箍、6-巷道、7-限位管托、8-移动剪叉式升降平台。

具体实施方式

如图1-图7所示，本发明的一种井下平巷充填管道的架设方法，其特征在于：包括下列步骤：

步骤一：根据车辆和设备安全通行的高度确定充填管道距离巷道6底板的高度，

其车辆和设备安全通行的高度确定是指设备安全通行的高度无轨运输车辆、设备与充填管道及其附件的突出部分之间的间隙≥600mm；有轨运输车辆、设备与充填管道及其附件的突出部分之间的间隙≥300mm。

步骤二：在巷道6拱顶沿充填管道1内料浆的流向等距离间隔预设锚杆3排列成一排；在所述锚杆3下端焊接有管道吊架拉杆4，在管道吊架拉杆4的下部焊接有尾环41，所述的锚杆3上端通过水泥砂浆锚固定在巷道6的拱顶上；

步骤三：充填管道的布设

充填管道1由多个管段组成，将每一段充填管道1采用卡箍式接头2与上游充填管道连接在一起，每段充填管道1的中间位置均设有管卡卡箍5，并通过螺栓、垫圈和螺母将管卡卡箍5与管道吊架拉杆4的尾环41固定连接，直至充填采场内充填管道1的末端尽头处。

上述的井下平巷充填管道的架设方法，所述锚杆3为直径25mm的钢筋，有效锚固长度不小于1.5m，管道吊架拉杆4的长度不小于0.2m。

上述的井下平巷充填管道的架设方法，所述管道吊架拉杆4与尾环41为满焊焊接，管道吊架拉杆4与锚杆3为双面焊接，如图4和图5所示。

上述的井下平巷充填管道的架设方法，所述的充填管道1的管段长度为3 m ~6m。

由于每段充填管道1的中间位置均设有管卡卡箍5，并通过螺栓、垫圈和螺母将管卡卡箍5与管道吊架拉杆4的尾环41固定连接，因此锚杆的间距与管段长度是相同的。

上述的井下平巷充填管道的架设方法，所述管卡卡箍为Ω型管卡卡箍或两个对接的C型管卡卡箍，如图6和图7所示。

上述的井下平巷充填管道的架设方法，所述的卡箍式接头2为柔性卡箍式接头和刚性卡箍式接头。

上述的井下平巷充填管道的架设方法，所述充填管道水平转弯处的前、后20m内的1~3个卡箍式接头为柔性卡箍式接头，在所述充填管道每隔150m~200m处的1~3个卡箍式接头为柔性卡箍式接头，其余均为刚性卡箍式接头。

由于柔性卡箍式接头是性能可靠，安装简便的卡箍式接头。柔性卡箍式接头允许管道有轴向伸缩或径向偏转，形成所谓的柔性连接。在低压时，靠密封圈的弹性变形，达到密封的目的；在压力增加时，通过介质作用在密封圈上，起到自密封的作用，并在中间留有间隙来补偿管道因热胀冷缩而产生的位移和曲挠。下面结合具体示例对本发明作进一步描述：

某矿山采用高浓度尾砂胶结充填料浆自流输送充填井下采空区，充填管道1为Φ219×18的16Mn无缝钢管，采用如图1-6所示的井下平巷充填管道的架设方法，在巷道拱顶每隔3m预设一根有效锚固长度为1.6m、出露0.4m的锚杆，锚杆采用水泥砂浆将锚杆3固定在巷道6的拱顶上，锚杆3为直径25mm的钢筋。充填管道1由多个管段组成，每个管段长度3m，通过管卡卡箍5吊在巷道6拱顶上，管卡卡箍5选用两个对接的C型管卡卡箍。综合考虑巷道内敷设的其他管道、电缆、照明器具，以及人员、车辆和其他设备的安全通行距离要求，确定充填管道1的中心距离巷道6底板的高度为2.8m，在锚杆3出露端上焊接带有尾环41的管道吊架拉杆4，管道吊架拉杆4的长度为250mm，管道吊架拉杆4与锚杆3出露端进行双面焊接，焊缝长度100mm，管道吊架拉杆4的尾环41的孔径为22mm，尾环41开口处需要满焊处理，尾环41与管卡卡箍5之间采用规格为M20的螺栓、垫圈及螺母紧固。充填管道1每隔180m~190m之间的3个卡箍式管接头及充填管道水平转弯处的前、后10m~20m之间的3个卡箍式管接头均为柔性卡箍式管接头，其余均为刚性卡箍式管接头。

充填管道1架设时，先在移动剪叉式升降平台8上设置限位管托7，并将一段充填管道1放置在限位管托上，再利用移动剪叉式升降平台8将充填管道1中心举升至距巷道底板高度为2.8m处的预定安装位置，并采用卡箍式管接头2将该段充填管道一侧端部与上游充填管道连接在一起，然后将管卡卡箍5套在该段充填管道上，并利用螺栓、垫圈和螺母将管卡卡箍5与管道吊架拉杆的尾环41紧固在一起，依次逐段安装，直至充填采场内充填管道的末端尽头处。

实践表明，采用本发明的井下平巷充填管道的架设方法之后，管道安装、拆卸方便，既可有效降低巷道宽度及断面面积，节省工程量，又能避免管道凹凸起伏，有利于充填料浆管道输送，还便于巡检时观察充填管道的跑冒滴漏情况。