一种高效脱水可循环模块式合金挡墙的制作方法

本发明涉及矿山充填技术领域，具体涉及一种高效脱水可循环模块式合金挡墙。

背景技术：

现阶段矿山开采中，根据环境保护要求以及消除矿山尾砂堆占地表面积等各种因素，矿山尾砂充填多用于充填采空区，具有消除由于采矿引起的地表下沉和改善采矿应力环境功能，而构建充填体隔离挡墙是在充填工作进行时必须要提前完成的一道工序。充填挡墙主要分为两类，刚性挡墙和柔性挡墙。刚性挡墙（如砖砌挡墙）强度够，不会出现受压破坏等情况，但采用这种挡墙却机械自动化程度低，材料用量及劳动强度大，成本高，施工养护周期长，砖砌挡墙无法循环使用，且无法实现空区尾砂的脱水工作；柔性挡墙能够实现全断面脱水，但其强度不够，因无法预测充填砂浆压力常常出现跑浆、冲毁泄漏等严重问题。如何保证充填挡墙强度情况下，实现空区尾砂脱水一直是矿山生产面临的巨大难题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种高效脱水可循环模块式合金挡墙，以解决金属矿山在尾砂充填过程中，挡墙所承受压力难以预估，且空区脱水困难的问题。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种高效脱水可循环模块式合金挡墙，包括合金挡墙支架、锚杆、移动小车、锚杆推出液压缸、液压站、安全夹头、电控盒、滤水网，合金挡墙支架由多条型材纵横交叉地连接形成，合金挡墙支架四周缘末端向外延伸的每条型材外侧末端连接有一条锚杆，锚杆内段可滑动的连接在型材中，锚杆外段突出型材向外延伸，锚杆推出液压缸安装在与锚杆连接的每一条型材表面，锚杆表面连接有突出设置的顶推块，锚杆推出液压缸的活塞推杆与锚杆表面的顶推块相配合使锚杆推出液压缸能够推动锚杆相对与其连接的型材向外移动，安全夹头定位在移动小车一端的两侧位置，合金挡墙支架底端两侧分别通过安全夹头与移动小车可拆卸连接，液压站和电控盒分别设置在移动小车上，液压站通过液压油管与每一个锚杆推出液压缸的进出油口连接，移动小车将安装有锚杆及锚杆推出液压缸的合金挡墙支架运送至充填井口，液压站控制锚杆推出液压缸推动合金挡墙支架周缘的锚杆分别固定在充填井口周缘岩壁中之后，再通过拨动安全夹头脱离合金挡墙支架使移动小车脱离合金挡墙支架，滤水网设置在合金挡墙支架内侧的充填井口中。

本发明的进一步技术方案是：还包括合金挡墙支架翻转电机，合金挡墙支架翻转电机设置在移动小车上其中一个安全夹头的边缘，合金挡墙支架翻转电机与其靠近的安全夹头相互连接且可驱动安全夹头转动而带动合金挡墙支架整体相对移动小车翻转。

本发明的进一步技术方案是：所述合金挡墙支架包括中部主支架和分别连接在中部主支架两侧的侧边支架，中部主支架的两侧边缘分别连接有转轴，两侧的侧边支架通过转轴可转动的连接在中部主支架的两侧。

本发明的进一步技术方案是：所述移动小车两侧的安全夹头分别与中部主支架底端两侧的型材连接。

本发明的进一步技术方案是：所述合金挡墙支架与锚杆连接形成“井”字形结构挡墙。

本发明的进一步技术方案是：所述滤水网包括钢丝网和土工布，土工布位于钢丝网的内侧，钢丝网和土工布分别通过固定装置定位在合金挡墙支架内侧的充填井口中。

本发明的进一步技术方案是：在锚杆推出液压缸推动锚杆固定在充填井口周缘岩壁中之前，充填井口周缘岩壁中已设置有与锚杆连接的连接孔。

本发明的进一步技术方案是：所述移动小车的两侧边缘分别连接有向内延伸的支撑架，合金挡墙支架翻倒在移动小车上由支撑架支撑合金挡墙支架。

本发明高效脱水可循环模块式合金挡墙具有如下有益效果：

1.本发明结构新颖，合金挡墙支架是由合金型材纵横交叉地连接形成的框架式结构，且合金挡墙支架全部采用型材结构连接可拆卸，结构轻便灵活，合金强度高，受力性能好，合金挡墙支架与锚杆连接形成“井”字形结构，挡墙滤水能力强；

2.本发明合金挡墙支架采用型材模块式结构，重量轻灵活安装，并可随矿井口复杂多变的形状而变化合金挡墙支架的整体结构，行程没有局限性，安装施工周期短，不需花费太多的人力与物力；

3.本发明采用液压站控制锚杆推出液压缸工作，每个锚杆推出液压缸单独控制每根锚杆以适应充填井口复杂多变的形状，自动化性能高，安装时间短；

4.合金挡墙支架翻转电机可驱动安全夹头带动合金挡墙支架相对移动小车翻转，合金挡墙支架两侧的侧边支架可相对转轴向中部主支架中部翻折，运输时可将合金挡墙支架翻倒在移动小车上，整体结构紧凑方便运输；

5.合金挡墙支架与移动小车之间可实现快速脱离与装配，在充填过程中，充填尾砂固化需要一段时间，在此周期内可将移动小车及锚杆推出液压缸分离出来，与其他合金挡墙支架配套使用，能够实现资源的有效利用，整个合金挡墙除土工布外其他装置均可重复使用，节约资源。

下面结合附图和实施例对本发明高效脱水可循环模块式合金挡墙作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明高效脱水可循环模块式合金挡墙的结构示意图；

图2是图1所示高效脱水可循环模块式合金挡墙的另一方向视图；

图3是本发明高效脱水可循环模块式合金挡墙运输状态的结构示意图；

图4是本发明高效脱水可循环模块式合金挡墙的左视图；

图5是本发明高效脱水可循环模块式合金挡墙的安装示意图；

附图标号说明：1-移动小车,2-电控盒,3-侧边支架,4-中部主支架,5-型材,6-锚杆,7-安全夹头,8-液压站,9-支撑架,10-合金挡墙支架翻转电机,11-锚杆推出液压缸,12-转轴,13-顶推块,14-钢丝网,15-土工布,16-充填井口,17-岩壁,18-合金挡墙支架。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明高效脱水可循环模块式合金挡墙，包括合金挡墙支架18、锚杆6、移动小车1、锚杆推出液压缸11、液压站8、安全夹头7、电控盒2、滤水网、合金挡墙支架翻转电机10。合金挡墙支架18由多条型材5纵横交叉地连接形成，在本实施例中合金挡墙支架18包括中部主支架4和分别连接在中部主支架4两侧的侧边支架3，中部主支架4的两侧边缘分别连接有转轴12，两侧的侧边支架3通过转轴12可转动的连接在中部主支架4的两侧。合金挡墙支架18四周缘末端向外延伸的每条型材5外侧末端连接有一条锚杆6，合金挡墙支架18与锚杆6连接形成“井”字形结构挡墙。锚杆6内段可滑动的连接在型材5中，锚杆6外段突出型材5向外延伸，锚杆6内段是一种可在型材5内孔中滑动的滑竿结构，锚杆6外段为圆形锚杆。锚杆推出液压缸11安装在与锚杆6连接的每一条型材5表面，锚杆6表面连接有突出设置的顶推块13，顶推块13上设有定位孔，锚杆推出液压缸11的活塞推杆与锚杆6表面的顶推块13的定位孔相配合使锚杆推出液压缸11能够推动锚杆6相对与其连接的型材5向外移动。

安全夹头7定位在移动小车1一端的两侧位置，合金挡墙支架18底端两侧分别通过安全夹头7与移动小车1可拆卸连接，其中移动小车1两侧的安全夹头7分别与中部主支架4底端两侧的型材连接，用手动拨动安全夹头圆盘头即可与其所夹的型材分离。液压站8和电控盒2分别设置在移动小车1上，液压站8通过液压油管（图中未示出）与每一个锚杆推出液压缸11的进出油口连接。移动小车1的两侧边缘分别连接有向内延伸的支撑架9。

合金挡墙支架翻转电机10设置在移动小车1上其中一个安全夹头7的边缘，合金挡墙支架翻转电机10与其靠近的安全夹头7相互连接且可驱动安全夹头7转动而带动合金挡墙支架18整体相对移动小车1翻转。在运输前，先启动合金挡墙支架翻转电机10，使合金挡墙支架翻转电机10驱动安全夹头7带动合金挡墙支架18翻转，使合金挡墙支架18倒在移动小车1上，合金挡墙支架18翻倒在移动小车1上由支撑架9支撑合金挡墙支架18，用手向内转动侧边支架3，使两侧的侧边支架3分别叠靠在中部主支架4上，如图3所示。之后移动小车1将安装有锚杆6及锚杆推出液压缸11的合金挡墙支架18运送至充填井口16。

在施工中，通过运矿导轨车（图中未示出）将移动小车1运输至采空区的充填井口，量测好安装位置。启动合金挡墙支架翻转电机10，先将合金挡墙支架18由水平方向翻转90°至竖直工作状态，再将合金挡墙支架18两侧折叠的侧边支架3全部展开。在充填井口16周缘岩壁17中设置与锚杆6连接的连接孔，即在锚杆推出液压缸11推动锚杆6固定在充填井口16周缘岩壁17中之前，充填井口16周缘岩壁17中已设置有与锚杆6连接的连接孔。按下液压站8控制盒按钮，液压站8控制锚杆推出液压缸11推动合金挡墙支架18周缘的锚杆6分别固定在充填井口16周缘岩壁17的连接孔中固定，锚杆用螺杆锁紧位置。之后再通过拨动安全夹头7脱离合金挡墙支架18使移动小车1脱离合金挡墙支架18，在合金挡墙支架18上拆下锚杆推出液压缸11，同时另用螺栓将锚杆6固定在合金型材上使其不往下掉或移动。锚杆6和合金挡墙支架18组成的合金挡墙支撑在充填井口待内部施工。将移动小车1及锚杆推出液压缸11等部件运输出来，与其他合金挡墙支架18配套运输至另一采空区工作。

施工人员可由锚杆6空隙处进入采空区进行铺设滤水网，滤水网设置在合金挡墙支架18内侧的充填井口16中。滤水网包括钢丝网14和土工布15，土工布15位于钢丝网14的内侧，钢丝网14和土工布15分别通过固定装置定位在合金挡墙支架18内侧的充填井口16中，通常做法是合金挡墙内侧周边用由扁铁加膨胀螺丝钉住土工布15在岩壁17内，钢丝网14用钢丝绑在合金挡墙支架18上。施工人员在采空区内部施工完成后，从预留口处出来至主巷道中，再将预留口封堵住。矿山尾砂料浆经由矿用充填工业泵输送管道充填至采空区内。待充填料完全凝固达到所需强度，达到养护周期，移动小车1进入，施工人员将合金挡墙支架18快速装配至移动小车1上，在合金挡墙支架18上安装锚杆推出液压缸11。按下液压站8控制盒按钮，将锚杆收缩回合金挡墙支架18的型材中，将钢丝网14从合金挡墙支架18上脱离开，整齐放置于移动小车1上，将移动小车1移出一段空间距离后将合金挡墙支架18两侧的侧边支架3向内交叉折叠并固定。合金挡墙支架翻转电机10控制将合金挡墙支架18翻转90°至水平方向，合金挡墙支架18定位在移动小车1上由支撑架9所支撑，整个高效脱水可循环模块式合金挡墙用运矿导轨车（图中未示出）运至下一采空区进行充填工作。

以上实施例仅为本发明的较佳实施例，本发明的结构并不限于上述实施例列举的形式，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。