一种用于采空区注浆充填施工的投砂器的制作方法

本实用新型属于地下采空区处理技术领域，具体涉及一种用于采空区注浆充填施工的投砂器。

背景技术：

随着城市化的进程加快和国家经济建设的发展，土地成了制约经济建设的瓶颈。另一方面，大量矿产的开采，在全国各地留下了大量废弃的矿山及采矿后形成的采空区，也留下了大量的地质灾害隐患。因此，如何合理经济地利用采空区场地上方的土地，成为相关部门的重要课题。

目前，进行采空区的治理的主要方法是，施工钻探孔揭穿采空区，通过钻孔向采空区灌注充填材料，对采空区进行充填处理。

充填开采的核心问题在于充填材料。目前，煤矿采空区充填常采用水泥作胶凝材料，矿渣、粉煤灰等作掺合料以降低成本，随着技术发展，粉煤灰利用率提高，其成本不断增加，一般电厂排出的粉煤灰价格通常在110元/吨以上，因此，寻求其他可替代材料，进一步降低成本成为充填材料研究的热点与难点，与此同时，风积砂、尾矿砂、建筑垃圾等被逐步用来替代粉煤灰作为采空区治理的充填材料。

(1)风积砂

我国在陕西北部、内蒙古地区分布有大量的煤矿采空区，该地区的风积砂资源非常丰富，采用风积砂填充采空区成为一种潜在的具有巨大社会经济效益和环保效益的采空区处理方法，因此采用何种方式将风积砂输入采空区且能保证填充质量，目前多采用投砂器投砂，用浆液或水将砂带入采空区。

(2)尾矿

尾矿是选矿厂在特定的经济技术条件下，将矿石磨细，选取有用成分后排放的废弃物。不同种类和不同结构构造的矿石，需要不同的选矿工艺流程，而不同的选矿工艺流程所产生的尾矿，在工艺性质上，尤其在颗粒形态和颗粒级配上，往往存在一定的差异。

堆存尾矿占用大量土地、堆存投资巨大。国内外对于尾矿的处理，不论尾矿中有用矿物是否有回收价值，大都是在地面予以堆存。尾矿的堆存不仅占用了大量的耕地，还容易造成矿区环境污染、水土流失、植被破坏等。

尾矿对自然生态环境的影响。尾矿对自然生态环境的影响具体表现在：①尾矿堆存时易流动和塌漏，造成植被破坏和伤人事故，尤其在雨季极易引起塌陷和滑坡。尾矿库坝体较高，存在不安全隐患。②尾矿成分及残留选矿药剂对生态环境的破坏严重，尤其是含重金属的尾矿，其中硫化物产生酸性水进一步淋浸重金属，其流失将对整个生态环境造成危害。

因此将尾矿砂用作采空区填充处理材料是一举多得的好事。按尾矿砂的颗粒形态和颗粒级配不同，分别采用投砂器投砂或直接将尾矿砂加入浆液中搅拌后随浆液灌入采空区。

(3)建筑垃圾

建筑垃圾是指建设、施工单位或个人队各类建筑物、构筑物、管网等进行建设、铺设或拆除、修缮过程中所产生得渣土、弃土、弃料、余泥及其他废弃物。建筑垃圾的再生利用也是一个新兴的课题。

已有工程实例将建筑垃圾经初步分选后，进行破碎加工，作为采空区填充处理加以利用。也是参用投砂器进行投注，用浆液或水将其带入采空区。

尽管上述风积砂、尾矿砂、建筑垃圾等材料已经在工程实践中使用，但在采用何种方式将风积砂、尾矿砂、建筑垃圾等材料输入采空区的处治技术还很不成熟。现有技术中还没有合适的投砂器，可以满足施工投砂的要求。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种用于采空区注浆充填施工的投砂器。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于采空区注浆充填施工的投砂器，以解决上述的问题。

为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供的技术方案如下：

一种用于采空区注浆充填施工的投砂器，所述投砂器包括中继箱，所述中继箱的上端固定连接有投砂漏斗，所述中继箱的下端固定连接有套管，所述中继箱的一侧壁上固定连接有浆水注入管，所述投砂漏斗、中继箱和套管的内部相互连通，所述中继箱的内部与浆水注入管的内部相互连通。

一实施例中，所述投砂漏斗的下端设置有投砂控制阀门。

一实施例中，所述投砂控制阀门为阻隔板，所述阻隔板滑动连接在投砂漏斗的内壁上。

一实施例中，所述中继箱上固定连接有出气管，所述中继箱的内部通过出气管与外界连通。

一实施例中，所述出气管上连接有控制阀。

一实施例中，所述套管的型号为套管。

一实施例中，所述套管上固定连接有固定组件。

一实施例中，所述投砂漏斗包括上口和下口，所述投砂漏斗上口的内径范围为90～120厘米。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型能够根据注浆需要，在注浆孔位置上进行投砂，结构简单，易于制作，成本低，可重复使用。

2、在注浆施工中，方便操作，安全程度高。

3、在采空区注浆施工时，可以采用铲车投砂，提高了施工效率，节约了施工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例中一种用于采空区注浆充填施工的投砂器的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例中一种用于采空区注浆充填施工的投砂器的使用过程结构示意图。

图中：1.中继箱、2.投砂漏斗、3.投砂控制阀门、4.出气管、5.控制阀、6.浆水注入管、7.套管、8.固定组件。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细描述。但该等实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

本实用新型公开了一种用于采空区注浆充填施工的投砂器，参图1所示，投砂器包括中继箱1，中继箱1的上端固定连接有投砂漏斗2，中继箱1的下端固定连接有套管7，套管7的型号为套管，中继箱1的一侧壁上固定连接有浆水注入管6，投砂漏斗2、中继箱1和套管7的内部相互连通，中继箱1的内部与浆水注入管6的内部相互连通，可实现向投砂漏斗2内投砂和从浆水注入管6注浆注水都能够通过中继箱1到达套管7内，并可从套管7落至采空区。

参图1～图2所示，套管7上固定连接有固定组件8，固定组件8用于对套管7的固定，同时可对地面的开孔进行封堵。

投砂漏斗2的下端设置有投砂控制阀门3，投砂控制阀门3用于调节投砂的速度，具体地，投砂控制阀门3可以为阻隔板，阻隔板滑动连接在投砂漏斗2的内壁上，通过抽拉投砂控制阀门3的程度即可实现对投砂速度的调节，为本领域较为常用的调节方式，结构简单，成本低。

中继箱1上固定连接有出气管4，中继箱1的内部通过出气管4与外界连通，出气管4上连接有控制阀5，出气管4用于平衡气压，控制阀5可对出气管4的开合进行控制。

投砂漏斗2包括上口和下口，投砂漏斗2上口的内径范围为90～120厘米具体地，可选择100厘米，以便于使用小型铲车进行投砂。

使用时，参图2所示，施工时安装好投砂器，使得套管7的下端依次贯穿基岩和采空区顶板并位于采空区的上侧，能够向踩空区进行投砂，在地面上使用固定组件8将套管7固定，并将地面上的开孔封堵，准备投砂，先把注浆管与浆水注入管6连接，将出气管4上的控制阀5开启，先注浆，待注浆稳定后，用铲车将砂装运到投砂漏斗2内，利用投砂控制阀门3调节投砂速度，砂随着浆液并靠自重及孔内的负压投入采空区中。

由以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型能够根据注浆需要，在注浆孔位置上进行投砂，结构简单，易于制作，成本低，可重复使用。

2、在注浆施工中，方便操作，安全程度高。

3、在采空区注浆施工时，可以采用铲车投砂，提高了施工效率，节约了施工成本。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。