一种竖直钢套管内更换充填管的方法

技术领域

本发明涉及金属矿山地下充填系统施工技术领域，具体涉及一种竖直钢套管内更换充填管的方法。

背景技术

近年来，随着高质量发展、绿色发展的环保理念，使用充填法开采的地下矿山越来越多，采用充填法开采的地下矿山比较经济的充填方式为自流式充填，自流式充填法是根据开采水平之间的高差，利用重力搬运充填料浆，使其输送到需要到达的工作面。自流式充填法垂直管道布置成本最小的形式为钻孔布管，钻孔内安装钢套管保证钻孔稳固性，钢套管内布置耐磨塑料管作为充填管。充填管随着使用时间增加，在一定周期内需要更换充填管进而保证管道通畅和安全性。因此需要提出一种竖直钢套管内更换充填管（即较长塑料管道）的方法，将钢套管内的充填管取出，更换新的充填管，保证充填管安全高效运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种竖直钢套管内更换充填管的方法，本竖直钢套管内更换充填管的方法在地下有限的作业空间内，将钢套管内的塑料充填管稳固取出更换，保证充填管安全高效运行。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种竖直钢套管内更换充填管的方法，包括：

步骤（1）、将支撑管斜撑进小硐室作为支撑杆，支撑杆顶端固定连接有防滑板且防滑板紧靠小硐室的侧帮壁，支撑杆上部预先留有插销孔，插销孔通过千斤绳连接起吊葫芦；

步骤（2）、将起吊葫芦上的吊钩下放至充填管管口上方，吊钩连接有千斤绳；

步骤（3）、选取与竖直钢套管内的充填管配套的法兰，将法兰紧固于充填管上管口；

步骤（4）、吊钩连接的千斤绳与充填管上管口的法兰两端突出的耳朵连接，用起吊葫芦慢慢拉升充填管至起吊葫芦所能起吊的最大高度；

步骤（5）、在起吊葫芦所起吊的充填管露出部分下方紧固一个法兰，沿该法兰上方切割充填管，使露出的充填管与竖直钢套管内的充填管分离，此时竖直钢套管内的充填管上管口的法兰两端突出的耳朵卡在竖直钢套管上；将被切割掉的露出的充填管记为子充填管；

步骤（6）、将子充填管上管口的法兰与吊钩连接的千斤绳松开，并将吊钩连接的千斤绳与竖直钢套管内的充填管上管口的法兰两端突出的耳朵连接，用起吊葫芦慢慢拉升充填管至起吊葫芦所能起吊的最大高度；

步骤（7）、重复步骤（5）和步骤（6），直至所有充填管被拉出竖直钢套管。

作为本发明进一步改进的技术方案，还包括以下步骤：

步骤（8）、竖直钢套管已经中空，将新的充填管一端拉动至钻孔处，充填管整体沿工作场地水平放置；

步骤（9）、充填管的前部外层涂抹润滑脂，充填管的管口向下，将充填管前端竖起来，充填管后端用人力保持固定；

步骤（10）、利用充填管的自身重力将充填管的管口沿竖直钢套管内壁缓慢下放，人工根据指令将充填管向前送，最终新的充填管被装入竖直钢套管内。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述小硐室的长度为1.6m，宽度为1.6m，高度为7m；所述支撑管为长度5m的5吋无缝钢管。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述防滑板为0.2m*0.2m钢板，所述支撑杆顶端通过焊接方式连接有防滑板。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述的步骤（1）中，支撑杆上部预先留有插销孔，插销插入插销孔，千斤绳两端的圆圈分别通过锁扣连接在插销上，起吊葫芦悬挂于千斤绳上。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述法兰为内螺纹式法兰。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述润滑脂采用钙基脂。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述起吊葫芦采用电动葫芦。

本发明的有益效果为：

本发明使用简易工具将充填管从钢套管内取出，避免了充填管长期使用带来的磨损和堵塞等安全隐患，大大提升了充填系统的稳定性和可靠性。因此在设计充填方法时能选取最为经济的自流输送钻孔式布置方式，对于国内充填法开采的地下矿山具有重要的意义。本发明方法原理简单、成本低廉、利于推广，安全可靠，具有很强的适应性，对保障矿山充填系统安全可靠运行具有积极的意义。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为支撑杆上部的插销孔与千斤绳连接示意图。

图3为新的充填管装入竖直钢套管内的状态图。

具体实施方式

下面根据附图对本发明的具体实施方式作出进一步说明：

本实施例提供一种竖直钢套管内更换充填管的方法，包括：

如图1所示，步骤（1）、利用有限的空间搭建起吊设施，利用充填钻孔施工时上方长度为1.6m宽度为1.6m总高度为7m的小硐室，将支撑管1斜撑进小硐室作为支撑杆，支撑杆顶端紧靠小硐室侧帮壁，正对下方需起吊的充填管8，支撑杆顶端焊接有防滑板2，如图2所示，支撑杆上部预先留有插销孔，插销3插入插销孔，千斤绳4（采用千斤钢丝绳）两端的圆圈分别通过锁扣9连接在插销3上，起吊葫芦采用电动葫芦5，电动葫芦5悬挂于千斤绳4上；支撑管1采用总长5m的5吋无缝钢管。防滑板2采用0.2m*0.2m钢板。

步骤（2）、根据需要更换的管道总长度和材质计算起吊总重量，本实施例需起吊的充填管8为4吋塑料管，总长度为50m，总重量1.5t，因此选用3t电动葫芦5。电动葫芦5固定好后，将电动葫芦5上的吊钩下放至充填管8管口上方合适的位置，吊钩连接有千斤绳4。

步骤（3）、选取与竖直钢套管6内的充填管8配套的的内螺纹式法兰7，将法兰7紧固于充填管8上管口，内螺纹增加摩擦力，避免起吊过程中滑落。

步骤（4）、吊钩连接的千斤绳4两头套入充填管8上管口的法兰7两端的突出的耳朵上，用电动葫芦5慢慢拉升充填管8至电动葫芦5所能起吊的最大高度。

步骤（5）、在电动葫芦5所起吊的充填管8露出部分最下方紧固一个法兰7，使用手持式切割机沿该法兰7上方切割充填管8，使露出部分的充填管8与竖直钢套管6内的充填管8分离，此时竖直钢套管6内的充填管8上管口的法兰7两端突出的耳朵卡在竖直钢套管6上，充填管8不会下落；将被切割掉的露出的充填管8记为子充填管8。

步骤（6）、将子充填管8上管口的法兰7与吊钩连接的千斤绳4松开，并将吊钩连接的千斤绳4两头套入竖直钢套管6内的充填管8上管口的法兰7两端突出的耳朵上，用电动葫芦5慢慢拉升充填管8至电动葫芦5所能起吊的最大高度。

步骤（7）、重复起吊、紧固和切割的过程，即重复步骤（5）和步骤（6），直至所有充填管8被拉出竖直钢套管6。

步骤（8）、此时竖直钢套管6已经中空，清理周边场地，将新的长度为50m的充填管8一端拉动至钻孔处，充填管8整体沿工作场地水平放置。

步骤（9）、新的充填管8的前部外层涂抹润滑脂，具体为新的充填管8前2m外层涂抹3#钙基脂，新的充填管8的管口向下，将新的充填管8前端竖起来，充填管8后端用人力保持固定，根据指令向前送，如图3所示，新的充填管8的状态为前端竖直向下，后端水平，充填管8竖直段和水平段之间有90度平滑的弯曲，图3的箭头方向为新的充填管8的移动方向。

步骤（10）、如图3所示，利用新的充填管8的自身重力将新的充填管8的管口沿竖直钢套管6内壁缓慢下放，后方人员根据指令将充填管8向前送，最终新的充填管8被装入竖直钢套管6内。如果钢套管6管内摩擦力较大，还可在新的充填管8竖直段用麻绳打两个牛角结，插入钢钎，人员通过下压钢钎帮助新的充填管8克服下放摩擦力。下放后的充填管8上管口卡上法兰，用于与上面水平充填管道连接。

井下充填管采用钻孔形式布置，通常为了节省成本和空间，因此更换管道的空间比较狭窄，无法满足机械化的起吊设备进场工作，因此在更换充填管8时，可供选择的起吊更换工具只能是小型电动葫芦、千斤钢丝绳、管道法兰以及手持式切割机等物品。

本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。