一种采矿空区充填接顶方法

技术领域

本发明涉及采空区充填技术领域，具体的，涉及一种采矿空区充填接顶方法。

背景技术

目前采用充填法采矿的地下矿山，采矿后形成的采空区进行胶结充填。目前常规的充填方法是把充填管敷设在凿岩硐室的充填挡墙处，由于充填挡墙并不是位于空区的最高点，导致充填管无法对于其以上的空区充填，这样就使得充填体不能与凿岩硐室的最高点接顶，在充填完成后，常常出现充填体不接顶问题，导致上中段采矿时地板下沉，存在很多安全隐患。另外，在充填接顶过程中，如果充填管出现下坠，这会加大充填管与顶板的距离，也会使得充填管不能完好接顶。如何能够有效保证充填接顶，是一个需要解决的难题。

发明内容

针对以上问题，本申请提供一种采矿空区充填接顶方法，包括以下步骤：

在下水平进路与矿房交界处砌筑下充填挡墙，从上水平进路向空区进行充填；

充填到上水平地板位置后，在上水平凿岩硐室的顶板最高点安装锚杆，将充填管和排气脱水管的一端都固定在锚杆上，且充填管的管口延伸至顶板下方预设位置，

其中，所述充填管包括外套管和内套管，所述内套管套设在外套管的靠向锚杆的一端内，并且，所述内套管的上端开口，下端则一半封闭一半开口，构成封闭侧和开口侧，所述开口侧向下延伸出横截面是半圆形的插管插入到第二腔体内，

所述外套管的管腔内沿其管体轴线分隔为第一腔体和第二腔体，所述第一腔体与内套管的下端封闭侧位置对应，所述第二腔体与内套管的下端开口侧位置对应；

在上水平进路与矿房交界处砌筑上充填挡墙，将充填管的第二腔体与灌注泵连接，通过充填管的第二腔体向凿岩硐室的空区灌注充填料；

在充填到设定的体量时，断开第二腔体与灌注泵的连接，将充填管的第一腔体与灌注泵连接，通过灌注泵向第一腔体内打压，使得内套管伸出外套管的上端与凿岩硐室的顶部接触；

断开第一腔体与灌注泵的连接，将第二腔体与灌浆泵连接，继续进行灌注充填料，直至排气脱水管向外流水时接顶完成。

可选的，锚杆在上水平凿岩硐室外露不大于0.5m。

可选的，所述插管的外壁与第二腔体之间通过密封圈密封。

可选的，在外套管的内壁上具有第一环形凸起和第二环形凸起，在内套管的外壁上设置有第三环形凸起，在初始状态，所述第三环形凸起与第一环形凸起接触配合，第一环形凸起位于第三环形凸起的下方。

可选的，所述插管的长度大于所述第一环形凸起与所述第二环形凸起之间的距离。

可选的，在内套管侧壁上还设置有出浆孔，当通过灌注泵向第一腔体内打压使得内套管伸出外套管的上端与凿岩硐室的顶部接触时，内套管的侧壁上的出浆孔暴露出来。

本申请通过固定在顶板最高处的锚杆固定充填管，可以使得基本充填接顶，并且即使在充填过程中充填管下坠造成无法完全接顶，也可以在充填至接近顶板时通过内套管伸出接触顶板，继续利用内套管充填，可以做到完全接顶，减少安全隐患。

附图说明

图1为本发明实施例的采矿空区的示意图。

图2为本发明实施例的充填管的示意图。

图3为本发明实施例的环形凸起的示意图。

图4为本发明实施例的内套管从外套管中伸出的示意图一。

图5为本发明实施例的内套管从外套管中伸出的示意图二。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例公开一种采矿空区充填接顶方法，包括以下步骤：

步骤S1，矿房采矿完毕后，在下水平进路1与矿房交界处砌筑下充填挡墙2，从上水平进路4向空区进行充填。

步骤S2，充填到上水平地板位置后，在上水平凿岩硐室3的顶板最高点采用例如直径18mm、长度2m的螺纹钢作为锚杆6固定在顶板上，锚杆向上外露0.5m。将充填管7和排气脱水管8的一端都固定在锚杆6上，另一端伸出上充填挡墙5，充填管7的所述另一端与灌注泵连接。且充填管7的管口延伸至顶板下方预设位置。

其中，如图2、图3所示，所述充填管7包括外套管74和内套管73，所述内套管73套设在外套管74的靠向锚杆6的一端内。并且，所述内套管73的上端开口，下端则一半封闭一半开口，构成封闭侧734和开口侧735。所述开口侧向下延伸出横截面是半圆形的插管733，插入到第二腔体72内。且所述插管733的外壁与第二腔体72之间可以通过密封圈密封。并且在内套管73侧壁上设置有出浆孔。

所述外套管74的管腔内沿其管体轴线分隔为两个腔体，即第一腔体71和第二腔体72，所述第一腔体71与内套管73的下端封闭侧位置对应，所述第二腔体72与内套管73的下端开口侧位置对应。其中，第一腔体71和第二腔体72都可以单独的与灌注泵连接。

在外套管74的内壁上具有两个环形凸起，即第一环形凸起741和第二环形凸起742，在内套管73的外壁上设置有一个第三环形凸起732。在初始状态，所述第三环形凸起732与第一环形凸起741接触配合，第一环形凸起741位于第三环形凸起732的下方，从而限制了内套管73的下移。所述插管733的长度应大于第一环形凸起741与第二环形凸起742之间的距离，以使得内套管伸出外套管时，第一腔体71和第二腔体72依然保持分隔。

步骤S3,在上水平进路4与矿房交界处砌筑上充填挡墙5，将充填管7的第二腔体72与灌注泵连接，通过充填管7的第二腔体72向凿岩硐室的空区灌注充填料。在灌注泵通过第二腔体72灌注充填料的时候，充填料可以通过第二腔体，以及内套管的开口侧流通进入凿岩硐室的空区。

步骤S4，在充填到设定的体量时，例如可以根据充填管7管口所在的预设位置大致推算充填到管口高度充填料的所需量，当充填料所消耗量达到所需量时，说明大致充填到充填管的管口高度。此时断开第二腔体72与灌注泵的连接，将充填管7的第一腔体71与灌注泵连接，通过灌注泵向第一腔体71内打压，压力作用在内套管的封闭侧，当压力大到一定程度，必然会使得内套管73上移，由此使得内套管73向上端伸出外套管74，直至第三环形凸起732越过第二环形凸起742，则停止打压。此时内套管73伸出外套管74，内套管的上端与凿岩硐室的顶部接触，使得内套管的侧壁上的出浆孔暴露出来。

在充填的过程中，由于灌注泵的振动传给充填管，以及充填管和充填料等对充填管的重力作用，充填管极有可能会有些许下坠，或者不仅下坠还有些许倾斜。这使得充填管不能完好接顶。本实施例在充填到接近顶板的时候，将内套管从外套管中伸出，使得内套管的管口接触顶板，并使得内套管的侧壁上的出浆孔暴露与外套管外，由此可以继续通过出浆孔进行充填，可以通过内套管的充填，达到完全接顶的目的。

当然如果充填管完全没有下坠，则充填管的管口始终在顶板处，那么本申请的内套管则不会被顶出，也对接顶没有任何影响。

如图4是在充填管有些下坠的情况下，将内套管73从外套管74中伸出，利用内套管进行充填的示意图。如图5是充填管有些倾斜，将内套管73从外套管74中伸出，利用内套管进行充填的示意图。

步骤S5，断开第一腔体71与灌注泵的连接，将第二腔体72与灌浆泵连接，继续进行灌注充填料，直至排气脱水管8向外流水时接顶完成。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都属于本发明的权利要求的保护范围。