煤矿采空区气囊式充填装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及煤矿采空区治理技术领域，具体涉及一种煤矿采空区气囊式充填
目.0
【背景技术】
[0002]煤矿采空区是煤矿开采后在地表以下留下的空区，如果不进行填充，会造成地面塌陷，带来危险。长期以来，国内煤矿大量矸石在地面堆积如山，占用农田，并挥发有害气体，污染环境。传统上，煤矿采空区的治理方法主要有以下几点:主要分为固体充填、流体充填、人工放顶等三种方式。其中固体充填主要是将煤矸石通过传送带运送到需要治理的采空区进行充填，这种方式运输较为困难并耗费大量人力、具有一定的危险性，且效果不明显。流体充填主要是将水泥砂浆注入到采空区，这种方法虽然具有很好的效果，但这种全部注入水泥的方法耗资较大，不适合大面积推广。人工放顶是人为地采用地下爆破等技术将顶层下放，这种方法仍然会造成地面坍塌，对于地面建筑物会造成巨大的破坏，对农田等形成积水区，不能进行耕作。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种操作简单、成本低、强度高、可适应大体积充填、安全可靠的煤矿采空区气囊式充填装置。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:煤矿采空区气囊式充填装置，包括充气系统2和轨道9，轨道9沿纵向方向平行设有两条，两条轨道9上滚动连接有一根横向设置的滚轴8，滚轴8两端分别通过一根连杆13连接有内卷轴14，内卷轴14与滚轴8平行，内卷轴14缠绕有位于两条轨道9之间的气囊长带11，滚轴8两端传动连接有驱动电机10，气囊长带11上设有矩形阵列的若干个未充气的气囊袋10，相邻两个气囊袋10之间相互咬合，每个气囊袋10顶部均设有一个单向进气阀4，沿横向方向设置的气囊袋10上的单向进气阀4之间均连接有一根进气管6，所有进气管6的同一端连接有输气管道3，输气管道3的进气口与充气系统2的出气口连接。
[0005]还包括控制系统I，控制系统I通过控制线分别与充气系统2和驱动电机10连接。
[0006]所述气囊袋5包括气囊外层和气囊内层，气囊外层由内含钢丝的橡胶制成，气囊内层由钢丝纤维制成。
[0007]采用上述技术方案，本实用新型的具体操作过程为:
[0008](1)、首先大概了解需要治理的目标采空区的地质构造特点，必要时，配合测地应力等测试措施；
[0009](2)、控制系统、充气系统设置在地面上的合适位置，将两条轨道平行布置在目标采空区的顶部，卷好的气囊长带缠绕到滚轴上放入目标采空区中，由控制系统控制驱动电机运行，驱动电机驱动滚轴沿轨道行进，滚轴通过连杆推动内卷轴转动，内卷轴沿巷道地面滚动，这样就把内卷轴上缠绕的气囊长带沿轨道方向铺设完成；
[0010](3)、开启充气系统，充气系统通过输气管道和进气管对所有气囊袋进行充气，完成整个气囊袋的充气，当充气系统中的气体增压泵的压力表显示压力达原岩应力时，停止充气；
[0011](4)、将一层气囊袋充压完成后，在这一层气囊袋上表面放置钢丝网，按照咬合方式依次铺设第二层气囊袋，并按上述方法对第二层气囊袋依次充气，然后再铺上一层钢丝网；
[0012](5)、按照上述步骤进行，直到最上一层气囊袋充气后将目标采空区填充满，该目标采空区才算充填完毕；
[0013](6 )、定期检测气囊袋内的压强，及时对气囊袋进行补气，确保充填效果。
[0014]单向进气阀可确保气体只能向内充入气囊袋，不能由内向外流出。
[0015]气囊袋的气囊外层由内含钢丝的橡胶制成，这样确保承受内部较高气压，气囊内层由钢丝纤维制成，这样可以增强气囊袋的支撑强度。
[0016]相邻两层气囊袋之间水平设置一层钢丝网，对充气后的气囊袋侧面产生预拉力，可防止单个气囊袋受压后在水平方向上的变形。
[0017]本实用新型的有益效果是:结构简单、强度高、可大体积充填、成本低、工艺简便、速度快、安全可靠、隔绝性好、充填速度快、不影响回采速度的特点，相邻两层气囊袋之间铺设有钢丝网，对充气后的气囊袋侧面产生预拉力，不用安装模板，而且滚轴上的驱动电机转动使气囊袋沿轨道方向铺设。大部分过程由地面控制室控制进行，减少了在采空区作业的人员，满足安全高效生产的要求，可广泛用于煤矿采空区的治理。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的的结构主视图；
[0019]图2是本实用新型中一层气囊袋充气后的俯视图；
[0020]图3是本实用新型在煤矿采空区的气囊长带在铺设过程的示意图。
[0021]图中:1-控制系统，2-充气系统，3-输气管道，4-单向进气阀，5-气囊袋，6-进气管，7-钢丝网，8-滚轴，9-轨道，10-电机，11-气囊长带，12-目标采空区，13-连杆，14-内卷轴。
【具体实施方式】
[0022]如图1、图2和图3所示，本实用新型的煤矿采空区气囊式充填装置，包括充气系统2和轨道9，轨道9沿纵向方向平行设有两条，两条轨道9上滚动连接有一根横向设置的滚轴8，滚轴8两端分别通过一根连杆13连接有内卷轴14，内卷轴14与滚轴8平行，内卷轴14缠绕有位于两条轨道9之间的气囊长带11，滚轴8两端传动连接有驱动电机10，气囊长带11上设有矩形阵列的若干个未充气的气囊袋10，相邻两个气囊袋10之间相互咬合，每个气囊袋10顶部均设有一个单向进气阀4，沿横向方向设置的气囊袋10上的单向进气阀4之间均连接有一根进气管6，所有进气管6的同一端连接有输气管道3，输气管道3的进气口与充气系统2的出气口连接。
[0023]还包括控制系统I，控制系统I通过控制线分别与充气系统2和驱动电机10连接。控制系统I和充气系统2均为现有成熟技术，具体构造不再赘述，驱动电机10采用防爆电机。
[0024]气囊袋5包括气囊外层和气囊内层，气囊外层由内含钢丝的橡胶制成，气囊内层由钢丝纤维制成。
[0025]本实用新型的具体操作过程为:
[0026](1)、首先大概了解需要治理的目标采空区12的地质构造特点，必要时，配合测地应力等测试措施；
[0027](2)、控制系统1、充气系统2设置在地面上的合适位置，将两条轨道9平行布置在目标采空区12的顶部，卷好的气囊长带11缠绕到滚轴8上放入目标采空区12中，由控制系统I控制驱动电机10运行，驱动电机10驱动滚轴8沿轨道9行进，滚轴8通过连杆13推动内卷轴14转动，内卷轴14沿巷道地面滚动，这样就把内卷轴14上缠绕的气囊长带11沿轨道方向铺设完成；
[0028](3)、开启充气系统2，充气系统2通过输气管道3和6对所有气囊袋5进行充气，完成整个气囊袋5的充气，当充气系统2中的气体增压泵的压力表显示压力达原岩应力时，停止充气；
[0029](4)、将一层气囊袋5充压完成后，在这一层气囊袋5上表面放置钢丝网7，按照咬合方式依次铺设第二层气囊袋5，并按上述方法对第二层气囊袋5依次充气，然后再铺上一层钢丝网7 ；
[0030](5)、按照上述步骤进行，直到最上一层气囊袋5充气后将目标采空区12填充满，该目标采空区12才算充填完毕；
[0031](6)、定期检测气囊袋5内的压强，及时对气囊袋5进行补气，确保充填效果。
[0032]单向进气阀4可确保气体只能向内充入气囊袋5，不能由内向外流出。
[0033]气囊袋5的气囊外层由内含钢丝的橡胶制成，这样确保承受内部较高气压，气囊内层由钢丝纤维制成，这样可以增强气囊袋5的支撑强度。
[0034]相邻两层气囊袋5之间水平设置一层钢丝网7，对充气后的气囊袋5侧面产生预拉力，可防止单个气囊袋5受压后在水平方向上的变形。
[0035]以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.煤矿采空区气囊式充填装置，其特征在于:包括充气系统(2)和轨道(9 )，轨道(9 )沿纵向方向平行设有两条，两条轨道(9)上滚动连接有一根横向设置的滚轴(8)，滚轴(8)两端分别通过一根连杆(13 )连接有内卷轴(14)，内卷轴(14)与滚轴(8 )平行，内卷轴(14)缠绕有位于两条轨道(9)之间的气囊长带(11)，滚轴(8)两端传动连接有驱动电机(10)，气囊长带(11)上设有矩形阵列的若干个未充气的气囊袋(10)，相邻两个气囊袋(10)之间相互咬合，每个气囊袋(1 )顶部均设有一个单向进气阀(4 )，沿横向方向设置的气囊袋(1 )上的单向进气阀(4)之间均连接有一根进气管(6)，所有进气管(6)的同一端连接有输气管道(3)，输气管道(3)的进气口与充气系统(2)的出气口连接。
2.根据权利要求1所述的煤矿采空区气囊式充填装置，其特征在于:还包括控制系统(I)，控制系统(I)通过控制线分别与充气系统(2 )和驱动电机(10 )连接。
3.根据权利要求1或2所述的煤矿采空区气囊式充填装置，其特征在于:所述气囊袋(5)包括气囊外层和气囊内层，气囊外层由内含钢丝的橡胶制成，气囊内层由钢丝纤维制成。
【专利摘要】煤矿采空区气囊式充填装置，包括充气系统和轨道，轨道沿纵向方向平行设有两条，两条轨道上滚动连接有滚轴，滚轴两端分别通过一根连杆连接有内卷轴，内卷轴缠绕有位于两条轨道之间的气囊长带，滚轴两端传动连接有驱动电机，气囊长带上设有矩形阵列的若干个未充气的气囊袋，每个气囊袋顶部均设有一个单向进气阀，沿横向方向设置的气囊袋上的单向进气阀之间均连接有一根进气管，所有进气管的同一端连接有输气管道，输气管道的进气口与充气系统的出气口连接。本实用新型在相邻两层气囊袋之间铺设有钢丝网，对充气后的气囊袋侧面产生预拉力，减少了在采空区作业的人员，满足安全高效生产的要求，可广泛用于煤矿采空区的治理。
【IPC分类】E21F15-10
【公开号】CN204283489
【申请号】CN201420618382
【发明人】夏大平, 侯斌, 田地, 王振, 孔德龙, 李广永, 罗源, 陈山来, 司青
【申请人】河南理工大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年10月23日