本发明属于涉及一种矿山采空区人工矿柱的接顶方法。
背景技术：
在矿山采空区中构筑混凝土人工矿柱时，人工矿柱与采空区顶板的接顶由于施工条件的限制很难达到预期的效果。目前的处理方式一般是在顶板与矿柱之间的周缘塞入小颗粒废石，顶板和矿柱的内部缝隙处于中空状态，这将直接影响混凝土矿柱的承载能力，也有采用喷射混凝土的方式充填顶板与矿柱之间的缝隙，但内部会存在充填不实的现象，矿柱的承载能力仍然较差，甚至根本就无法起到有效的支撑作用。因此，采空区下构筑混凝土人工矿柱的接顶一直是未解决的难题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种采空区内人工矿柱与顶板充分接顶的方法，确保人工矿柱的承载能力，提高安全性。
本发明提供的这种矿山采空区人工矿柱的接顶方法，针对钢筋混凝土结构的人工矿柱。本方法将人工矿柱上端近顶板的最终浇筑段模板安装完成后，往模板围成的内腔中机械泵送混凝土形成人工矿柱的接顶段，再通过预留注浆管对接顶段与顶板结合的缝隙处高压注浆，使人工矿柱与顶板充分接顶，包括以下步骤：
(1)在浇筑人工矿柱近顶板的接顶段前，测量已浇筑柱体顶端与顶板之间的距离；
(2)根据测得数据预制接顶段的模板；
(3)在已浇筑的柱体上端安装接顶段的钢筋网和模板，并在模板的顶部与顶板接触处预留注浆管；
(4)将模板顶端与顶板之间的接触缝隙封堵；
(5)往模板围成的内腔中从下往上连续机械泵送混凝土；
(6)待接顶段混凝土初凝7天后拆模，同时将封堵物清理干净；
(7)往接顶处预留的注浆管中高压注入水泥浆，直至接顶段与采空区顶板的接触缝处出现跑浆现象。
所述模板主要为固定于已浇筑柱体顶部周缘的侧板，侧板的上端与采空区顶板密切接触。
接顶段钢筋网的竖筋与下部已浇筑柱体的钢筋网焊接成一体，并且竖筋嵌入顶板岩体内。
所述侧板的下部、中部和上部分别设置有混凝土输送孔。
所述接顶段浇筑混凝土时，将振动棒从所述混凝土输送孔放入模板围成的内腔中，边浇筑边将振动棒往外拖拽。
往所述注浆管中高压注入水泥浆的水灰比为1：1，注浆压力在0.5-1.0mpa之间。
本发明在浇筑混凝土结构的人工矿柱上端近顶板最终段时，首先预制柱体模板，并在模板的顶端与采空区顶板接触处预留注浆管，往预制模板围成的内腔中机械泵送混凝土，待混凝土初凝7天后，通过预留的注浆管，采用高压注浆的方式来解决目前充填材料无法真正填充人工矿柱顶端与顶板之间间隙的问题。另外，接顶段的浇筑采用机械化施工，不仅高效还能确保施工质量。总之，机械化施工确保了作业的高效和施工的质量，高压注浆使混凝土材料充分填充柱体与顶板之间的缝隙，保证了人工矿柱与顶板的充分接顶，使人工矿柱真正起到支撑作用，提高了人工矿柱的安全性。
附图说明
图1为本发明一个实施例的纵剖面示意图。
图2为图1中的a-a示意图。
具体实施方式
本实施例公开的这种矿山采空区人工矿柱的接顶方法，针对钢筋混凝土结构的人工矿柱，将柱体上端近顶板的最终浇筑段模板安装完成后，往模板围成的内腔中机械泵送混凝土形成人工矿柱的接顶段，再通过预留注浆管对矿柱与顶板的结合处高压注浆，使人工矿柱与顶板充分接顶，具体包括以下步骤：
(1)在浇筑人工矿柱近顶板的接顶段前，测量已浇筑柱体顶端与顶板之间的距离。
(2)根据测得数据预制接顶段的模板。
从图1可以看出，模板主要为柱体顶部周缘的侧板3，侧板的上端与顶板密切接触，侧板的下部、中部和上部分别预留混凝土输送孔31，混凝土输送孔31的直径约30cm，相邻输送孔之间的间距约50cm。
(3)在已浇筑的柱体上端安装接顶段的钢筋网和模板，并在模板的顶端与顶板接触处预留注浆管。
本实施例的人工矿柱为圆柱形柱体，其接顶段预埋的竖筋1上端嵌入顶板岩体内，各竖筋通过箍筋2捆扎成接顶段的钢筋网，并与下部已浇筑完成柱体的钢筋网焊接成一体。
模板安装时，在侧板上端靠近顶板处预埋注浆管，注浆管在圆柱形柱体的径向面均布，具体数量根据实际需要确定。注浆管的内端与接顶段钢筋网的竖筋绑扎、外端伸出于侧板外，根据现场情形注浆管可从侧板与顶板之间的缝隙处伸出，也可穿过侧板。结合图1和图2可以看出，本实施例中预埋了三根注浆管4。
(4)将模板顶端与顶板之间的接触缝隙封堵。
由于顶板表面不平整，模板的侧板与顶板接合处局部存在缝隙，因此需要对缝隙进行封堵。本实施例将缝隙处用编织袋封堵，封堵时对顶板的浮石进行清理并用清水将顶板冲洗干净，以保证接顶段混凝土与顶板的严密结合。
(5)往模板围成的内腔中从下往上连续机械泵送混凝土。
混凝土浇筑前将振动棒从侧板上预留的混凝土输送孔31中放入模板围成的内腔中，输送泵的输送管道从混凝土输送孔中往模板围成的内腔中注入混凝土。混凝土注入顺序严格按照先注下部孔，再注中部孔，最后注上部孔执行，每个混凝土输送孔注浆结束后及时封闭，注浆必须连续进行不得中断，振动棒边浇筑边向外拖拽，以确保接顶段混凝土的密实。
(6)待接顶段混凝土初凝7天后拆模，将封堵物清理干净。
混凝土浇筑完成后及时清洗及拆除输送泵的管道，待混凝土初凝7天后拆除模板，将封堵缝隙的编织袋清理干净。
(7)往接顶处预埋的注浆管中高压注入水泥浆，直至接顶段与采空区顶板的接触缝处出现跑浆现象。
模板拆除后，通过预埋的三根注浆管，采用高压注浆泵将水灰比为1:1的水泥浆注入注浆管，注浆压力一般在0.5-1.0mpa，本实施例采用注浆压力为0.75mpa。当接顶段与顶板接触缝隙出现跑浆现象即停止注浆，封闭注浆孔。高压注浆可将混凝土浇筑时可能存在的缝隙完全充填，以保证人工矿柱的充分接顶。
通过本实施例公开的方法，混凝土结构的接顶段可与顶板充分接顶，确保了人工矿柱的支撑作用，提高矿柱的施工质量及其安全性。
特别说明：文中的“顶板”指的是“采空区顶板”。