一种矿石开采区生态修复回填区域加固方法与流程

本发明涉及地质修复领域，特别涉及一种矿石开采区生态修复回填区域加固方法。

背景技术：

矿石开采区会因矿石采空区的沉陷造成地面发生松软或者开裂的现象，松软或者开裂的地面在人们的生活中存在较多安全隐患，从而在矿区采空区的位置需要经常进行加固处理。

对于矿区开裂较为严重的路面会通过挖设基坑进行混凝土浇筑的方式进行加固，这种方式对于混凝土的用量较大，从而造成施工成本过高，且通过浇筑混凝土无法对基坑周边的区域进行同步加固处理，使得地面的加固范围较小；矿区地面加固有时会通过打桩的方式进行施工，这种方式能够对开裂的地面起到加固作用，但对于较为松软的地面加固效果差。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种矿石开采区生态修复回填区域加固方法，该矿石开采区生态修复回填区域加固方法采用如下生态修复回填区域加固装置，该生态修复回填区域加固装置包括支撑架、侧立板、滑动板、下压弹簧、转动电机和压实机构，所述的支撑架为环形结构，支撑架的右端顶部上安装有侧立板，侧立板的左侧面上设置有t型滑槽，滑动板位于支撑架上方，滑动板的右端通过滑动配合的方式与t型滑槽相连接，滑动板的中部上侧面通过下压弹簧与侧立板的顶部相连接，滑动板的左端底部上通过电机套安装有转动电机，转动电机的输出轴上安装有压实机构，本发明能够对矿石开采区进行加固处理的基坑进行填充物的均匀填充，同时将基坑内的填充物进行压实处理，本发明还能够在基坑内埋设注浆套管，以便后期通过注浆套管在基坑内带压灌注水泥砂浆，增加填充区的加固效果，首先将注浆套管放置在压实机构内，然后通过支撑架放置在基坑的外侧使得注浆套管抵在基坑的中部下侧壁上，之后采用固定插针或者定位锚杆将支撑架的位置进行锁定，再向基坑内放置填充物同时开启转动电机，使得压实机构能够将填充物进行摊平压实。

所述的压实机构包括压实套筒、连接环、振动棒、转套和连接杆，压实套筒的顶部安装在转动电机的输出轴上，压实套筒为下端空心状的圆柱体结构，压实套筒的下端外侧面上安装有转套，转套的外侧面上设置有螺旋形结构的压平体，连接环位于转套的上方，连接环与压实套筒的外侧面之间为间隙配合，连接环的顶部前后两端均通过连接杆与滑动板的底部相连接，连接环的底部上对称安装有振动棒，振动棒位于压平体外侧，具体工作时，压实机构能够对注浆套管的位置进行锁定，压实机构还能够将洒落到基坑的填充物进行振实摊平，以便增加基坑填充的密实度，转动电机能够带动压实套筒进行转动，压实套筒能够带动转套进行同步转动，转套外侧面布置的螺旋形结构的压平体能够将填充物进行摊平压实，逆时针旋转的转动电机能够防止压平体钻入到填充物内，连接环在连接杆的作用下不会发生转动，连接环能够对填充物的洒落进行导向，防止填充物洒落到压平体内，连接环底部的振动棒能够对填充物进行初步振实。

所述的滑动板的底部上设置有环形滑槽，转动电机的外侧对称分布有支撑转柱，支撑转柱的下端安装在压实套筒的顶部上，支撑转柱的上端通过滑动配合的方式与环形滑槽相连接，支撑转柱与环形滑槽相配合能够增加转动电机转动的稳定性。

采用上述生态修复回填区域加固装置对矿石开采区生态修复回填区域的加固方法，包括以下步骤：

s1、基坑挖设：首先将需要进行加固的地质区域进行基坑的挖设，然后将注浆套管放置在压实套筒的下端内，并将注浆套管的位置进行锁定；

s2、支撑架锁定：将支撑架放置在基坑的上端外侧，使得实套筒的位置与基坑的中部位置相对应，并将支撑架的位置进行锁定，此时滑动板在下压弹簧的作用下使得压实套筒内的注浆套管的下端抵在基坑的底部；

s3、填充物洒落：支撑架的位置锁定完成后，解除对注浆套管的锁定，人工向基坑内洒落石子、粘土等组成的填充物，此时控制转动电机逆时针转动，填充物能够沿连接环的上侧面滑落到基坑内，振动棒能够将填充物进行振实，转套外侧面的压平体能够将填充物进行摊平压实；

s4、压实套筒抬升：当填充物的平均高度堆积到压平体的下端时，压平体的转动能够带动压实套筒进行高度的抬升，此时注浆套管的下端能够被填充物压实，使得注浆套管不会发生倾斜，压实套筒向上抬升后会带动下压弹簧发生收缩运动，从而压平体能够具有一定压力的压在填充物上，增加填充物的密实程度；

s5、混凝土浇筑：当填充物填充到基坑的上端时，人工向上提拉滑动板并将钢筋架放置基坑内填充物的上方，然后在填充物的上方浇筑混凝土，此时控制振动棒的下端移动到混凝土内，使得振动棒将混凝土进行振实，振实的混凝土能够将基坑的上端封堵住；

s6、填充区加固：当基坑上的混凝土凝固后，通过注浆泵向注浆套管内进行带压灌注水泥砂浆，使得水泥砂浆能够将基坑与基坑侧壁的裂隙进行注实，从而增加填充区的加固效果，填充区注浆完成后将注浆套管的上端堵住。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的压实套筒的空心结构上端内左右两侧均分布有一个锁定套,锁定套为弧形结构，每个锁定套的中部外侧面上均通过轴承与锁定螺栓的内端相连接，锁定螺栓的中部通过螺纹配合的方式与压实套筒的侧壁相连接，锁定套的外侧面前后两端均设置有一个限位杆，限位杆穿过压实套筒，通过拧动锁定螺栓能够调节锁定套的位置，以便锁定套能够将注浆套管进行锁定或者解除锁定，限位杆能够对锁定套的位置进行限位，使得锁定套只能够进行左右移动。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的锁定套的中部内侧面上均匀设置有弧形结构的橡胶卡齿，锁定套的上下两端均设置有伸缩结构的滚珠，滚珠沿锁定套的弧形结构均匀布置，滚珠的内端位于橡胶卡齿的内端内侧，锁定螺栓带动锁定套向内移动时，滚珠会先与注浆套管相接触，继续拧动锁定螺栓使得橡胶卡齿能够将注浆套管进行锁定，当注浆套管位于基坑内需要解除对其的锁定时，人工拧动锁定螺栓，使得橡胶卡齿与注浆套管的外侧面相分离，此时滚珠能够贴在注浆套管的外侧面上，滚珠能够对注浆套管进行限位，防止注浆套管发生偏斜，以便填充物在注浆套管外侧堆积后，注浆套管处于竖直的状态。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的振动棒的下端向外倾斜布置，振动棒的下端位于压实套筒的下侧面下方，振动棒向外倾斜布置能够增加其振动面积，振动棒位于压实套筒的下方能够防止填充物大量堆积在基坑的外侧，使得填充物能够均匀洒落在基坑内。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的转套的顶部上设置有滑动环行槽，连接环的下侧面上设置有与滑动环行槽相配合的环形滑块，这种设置使得连接环不会阻碍转套随压实套筒进行转动。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的连接环的上侧面为外端向下布置的倾斜面，连接环的直径大于压平体的直径，连接环上侧面的倾斜面能够防止填充物堆积在连接环的上侧面上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的压平体的外端向下倾斜布置，压平体的下端设置有刮平板，刮平板为下侧面呈平面状的弧形结构，压平体的外单向下倾斜布置使得压平体能够将基坑外端的填充物向内刮动，刮平板能够将填充物进行均匀刮平，刮平板还能够使得摊平的填充物带动压平体能够稳定的向上移动。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的滑动板的右端顶部上设置有l型结构的定位架，定位架的右端上方为倾斜面，侧立板的上端通过滑动配合的方式与定位弹柱的中部相连接，定位弹柱的左端上安装有梯形结构的定位块，定位块的位置与定位架的位置相对应，当基坑内的填充物填充到合适的高度后，人工拉动滑动板使得定位架能够锁定在定位块的上侧面上，以便钢筋架能够放置在基坑的上端。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的侧立板的上端左侧面上设置有伸缩结构的定位卡块，定位卡块位于定位块的正下方，定位卡块的中部上侧面与定位块的右端底部通过联动杆相连接，当钢筋架放置完成后进行混凝土浇筑动作时，人工向右拉动定位弹柱，使得定位架与定位块相分离，之后松开定位弹柱并将定位架锁定在定位卡块的顶部上，此时振动棒能够位于混凝土内，以便振动棒能够将混凝土进行振实处理。

本发明的有益效果在于：

一、本发明能够对矿石开采区进行加固处理的基坑进行填充物的均匀填充，同时将基坑内的填充物进行压实处理，本发明还能够在基坑内埋设注浆套管，以便后期通过注浆套管在基坑内带压灌注水泥砂浆，增加填充区的加固效果，本发明采用倾斜的振动棒对填充物进行初步振实并通过转动的压平体将填充物进行摊平并压实；

二、本发明对位于基坑内的注浆套管解除锁定时，人工拧动锁定螺栓，使得橡胶卡齿与注浆套管的外侧面相分离，此时滚珠能够贴在注浆套管的外侧面上，滚珠能够对注浆套管进行限位，防止注浆套管发生偏斜；

三、本发明刮平板能够将填充物进行均匀刮平，刮平板还能够使得摊平的填充物带动压平体能够稳定的向上移动；

四、本发明压实机构的向上移动能够带动下压弹簧进行收缩，从而增加压实机构对填充物的挤压力度，增加填充物的填充密实度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的工艺流程图；

图2是本发明的第一结构示意图；

图3是本发明的第二结构示意图；

图4是本发明压实机构的结构示意图；

图5是本发明支撑架、侧立板、滑动板、下压弹簧与转动电机之间的剖视图；

图6是本发明压实机构的剖视图；

图7是本发明锁定在基坑上时的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图7所示，一种矿石开采区生态修复回填区域加固方法，该矿石开采区生态修复回填区域加固方法采用如下生态修复回填区域加固装置，该生态修复回填区域加固装置包括支撑架1、侧立板2、滑动板3、下压弹簧4、转动电机5和压实机构6，所述的支撑架1为环形结构，支撑架1的右端顶部上安装有侧立板2，侧立板2的左侧面上设置有t型滑槽21，滑动板3位于支撑架1上方，滑动板3的右端通过滑动配合的方式与t型滑槽21相连接，滑动板3的中部上侧面通过下压弹簧4与侧立板2的顶部相连接，滑动板3的左端底部上通过电机套安装有转动电机5，转动电机5的输出轴上安装有压实机构6，本发明能够对矿石开采区进行加固处理的基坑进行填充物的均匀填充，同时将基坑内的填充物进行压实处理，本发明还能够在基坑内埋设注浆套管，以便后期通过注浆套管在基坑内带压灌注水泥砂浆，增加填充区的加固效果，首先将注浆套管放置在压实机构6内，注浆套管的侧壁上沿其垂直方向均匀设置有注浆孔，然后通过支撑架1放置在基坑的外侧使得注浆套管抵在基坑的中部下侧壁上，之后采用固定插针或者定位锚杆将支撑架1的位置进行锁定，再向基坑内放置填充物同时开启转动电机5，使得压实机构6能够将填充物进行摊平压实，压实机构6在压实的填充物的作用下能够进行向上移动，压实机构6的向上移动能够带动下压弹簧4进行收缩，从而增加压实机构6对填充物的挤压力度，增加填充物的填充密实度，当填充物填充到一定的高度后，人工向上拉动滑动板3，使得钢筋架能够放置在基坑的上端，再然后通过在基坑上浇筑混凝土使得基坑的上端被封堵住，通过向注浆套管内带压灌注水泥砂浆能够将基坑与基坑侧壁的缝隙进行注实，增加填充区的加固效果。

所述的滑动板3的底部上设置有环形滑槽，转动电机5的外侧对称分布有支撑转柱31，支撑转柱31的下端安装在压实套筒61的顶部上，支撑转柱31的上端通过滑动配合的方式与环形滑槽相连接，支撑转柱31与环形滑槽相配合能够增加转动电机5转动的稳定性。

所述的压实机构6包括压实套筒61、连接环62、振动棒63、转套64和连接杆65，压实套筒61的顶部安装在转动电机5的输出轴上，压实套筒61为下端空心状的圆柱体结构，压实套筒61的下端外侧面上安装有转套64，转套64的外侧面上设置有螺旋形结构的压平体66，连接环62位于转套64的上方，连接环62与压实套筒61的外侧面之间为间隙配合，连接环62的顶部前后两端均通过连接杆65与滑动板3的底部相连接，连接环62的底部上对称安装有振动棒63，振动棒63位于压平体66外侧，具体工作时，压实机构6能够对注浆套管的位置进行锁定，压实机构6还能够将洒落到基坑的填充物进行振实摊平，以便增加基坑填充的密实度，转动电机5能够带动压实套筒61进行转动，压实套筒61能够带动转套64进行同步转动，转套64外侧面布置的螺旋形结构的压平体66能够将填充物进行摊平压实，逆时针旋转的转动电机5能够防止压平体66钻入到填充物内，连接环62在连接杆65的作用下不会发生转动，连接环62能够对填充物的洒落进行导向，防止填充物洒落到压平体66内，连接环62底部的振动棒63能够对填充物进行初步振实。

所述的压实套筒61的空心结构上端内左右两侧均分布有一个锁定套67,锁定套67为弧形结构，每个锁定套67的中部外侧面上均通过轴承与锁定螺栓68的内端相连接，锁定螺栓68的中部通过螺纹配合的方式与压实套筒61的侧壁相连接，锁定套67的外侧面前后两端均设置有一个限位杆69，限位杆69穿过压实套筒61，通过拧动锁定螺栓68能够调节锁定套67的位置，以便锁定套67能够将注浆套管进行锁定或者解除锁定，限位杆69能够对锁定套67的位置进行限位，使得锁定套67只能够进行左右移动。

所述的锁定套67的中部内侧面上均匀设置有弧形结构的橡胶卡齿671，锁定套67的上下两端均设置有伸缩结构的滚珠672，滚珠672沿锁定套67的弧形结构均匀布置，滚珠672的内端位于橡胶卡齿671的内端内侧，锁定螺栓68带动锁定套67向内移动时，滚珠672会先与注浆套管相接触，继续拧动锁定螺栓68使得橡胶卡齿671能够将注浆套管进行锁定，当注浆套管位于基坑内需要解除对其的锁定时，人工拧动锁定螺栓68，使得橡胶卡齿671与注浆套管的外侧面相分离，此时滚珠672能够贴在注浆套管的外侧面上，滚珠672能够对注浆套管进行限位，防止注浆套管发生偏斜，以便填充物在注浆套管外侧堆积后，注浆套管处于竖直的状态。

所述的滑动板3的右端顶部上设置有l型结构的定位架32，定位架32的右端上方为倾斜面，侧立板2的上端通过滑动配合的方式与定位弹柱22的中部相连接，定位弹柱22的左端上安装有梯形结构的定位块23，定位块23的位置与定位架32的位置相对应，当基坑内的填充物填充到合适的高度后，人工拉动滑动板3使得定位架32能够锁定在定位块23的上侧面上，以便钢筋架能够放置在基坑的上端。

所述的侧立板2的上端左侧面上设置有伸缩结构的定位卡块24，定位卡块24位于定位块23的正下方，定位卡块24的中部上侧面与定位块23的右端底部通过联动杆25相连接，当钢筋架放置完成后进行混凝土浇筑动作时，人工向右拉动定位弹柱22，使得定位架32与定位块23相分离，之后松开定位弹柱22并将定位架32锁定在定位卡块24的顶部上，此时振动棒63能够位于混凝土内，以便振动棒63能够将混凝土进行振实处理。

采用上述生态修复回填区域加固装置对矿石开采区生态修复回填区域的加固方法，包括以下步骤：

s1、基坑挖设：首先将需要进行加固的地质区域进行基坑的挖设，然后将注浆套管放置在压实套筒61的下端内，通过拧动锁定螺栓68使得锁定套67能够将注浆套管进行锁定；

s2、支撑架1锁定：将支撑架1放置在基坑的上端外侧，使得实套筒61的位置与基坑的中部位置相对应，并将支撑架1的位置进行锁定，此时滑动板3在下压弹簧4的作用下使得压实套筒61内的注浆套管的下端抵在基坑的底部；

s3、填充物洒落：支撑架1的位置锁定完成后，拧动锁定螺栓68使得橡胶卡齿671与注浆套管的外侧面相分离，此时滚珠672能够贴在注浆套管的外侧面上，滚珠672能够对注浆套管进行限位，防止注浆套管发生偏斜，人工向基坑内洒落石子、粘土等组成的填充物，此时控制转动电机5逆时针转动，填充物能够沿连接环62的上侧面滑落到基坑内，振动棒63能够将填充物进行振实，转套64外侧面的压平体66能够将填充物进行摊平压实；

s4、压实套筒61抬升：当填充物的平均高度堆积到压平体66的下端时，压平体66的转动能够带动压实套筒61进行高度的抬升，此时注浆套管的下端能够被填充物压实，使得注浆套管不会发生倾斜，压实套筒61向上抬升后会带动下压弹簧4发生收缩运动，从而压平体66能够具有一定压力的压在填充物上，增加填充物的密实程度；

s5、混凝土浇筑：当填充物填充到基坑的上端时，人工向上提拉滑动板3使得定位架32能够锁定在定位块23的上侧面上，以便钢筋架能够放置在基坑的上端，然后在填充物的上方浇筑混凝土，此时将定位架32锁定在定位卡块24的顶部上，振动棒63的下端能够移动到混凝土内，使得振动棒63将混凝土进行振实，振实的混凝土能够将基坑的上端封堵住；

s6、填充区加固：当基坑上的混凝土凝固后，通过注浆泵向注浆套管内进行带压灌注水泥砂浆，在注浆套管外侧面设置的注浆孔的作用下使得水泥砂浆能够将基坑与基坑侧壁的裂隙进行注实，从而增加填充区的加固效果，填充区注浆完成后将注浆套管的上端堵住。

所述的振动棒63的下端向外倾斜布置，振动棒63的下端位于压实套筒61的下侧面下方，振动棒63向外倾斜布置能够增加其振动面积，振动棒63位于压实套筒61的下方能够防止填充物大量堆积在基坑的外侧，使得填充物能够均匀洒落在基坑内。

所述的转套64的顶部上设置有滑动环行槽641，连接环62的下侧面上设置有与滑动环行槽641相配合的环形滑块642，这种设置使得连接环62不会阻碍转套64随压实套筒61进行转动。

所述的连接环62的上侧面为外端向下布置的倾斜面，连接环62的直径大于压平体66的直径，连接环62上侧面的倾斜面能够防止填充物堆积在连接环62的上侧面上。

所述的压平体66的外端向下倾斜布置，压平体66的下端设置有刮平板661，刮平板661为下侧面呈平面状的弧形结构，压平体66的外单向下倾斜布置使得压平体66能够将基坑外端的填充物向内刮动，刮平板661能够将填充物进行均匀刮平，刮平板661还能够使得摊平的填充物带动压平体66能够稳定的向上移动。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明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发明。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，本发明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发明内。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方式加以描述，但并非每个实施方式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。