一种巷道内可控式注浆充填方法

1.本发明涉及充填注浆技术领域，特别是涉及一种巷道内可控式注浆充填方法。


背景技术：

2.充填开采技术是开采建筑物下压煤的最理想途径，具有高回采率、控制覆岩移动和减缓地表沉降效果好、可处理煤基固废材料等优点，但是现有充填采矿技术是在采空区直接顶未垮落前对采空区进行充填，其顶板条件应保证工作面具有一定的充填时间和空间，因此适用于中等稳定及以上顶板条件。我国煤层赋存条件复杂，直接顶为破碎顶板的煤炭储量在我国煤炭总储量中占有相当比例。破碎顶板节理裂隙发育、整体性差、自稳能力低，在不采取其他支护措施的前提下具有随采随冒的特点，无法为充填提供所必须的时间和空间，现有充填采矿技术无法(或很难)实现破碎顶板工作面的连续充填开采。因此，如何实现破碎顶板煤层的充填开采成为煤炭科技工作者面前的一个难题。针对现有充填采矿技术的局限性和破碎顶板的特点，基于上覆岩层移动规律，提出了一种巷道内可控式注浆充填方法，即向冒落采空区的破碎矸石进行注浆充填，充填破碎矸石空隙，减小破碎矸石压缩率，同时加固破碎岩石，提高其承载性能，最终实现控制上覆岩层移动和减缓地表沉降的目的。
3.巷道内可控式注浆充填方法可以实现煤矸石等煤基固废材料的地下安全处置，对于减少占用耕地和环境保护具有重要意义。同时，巷道内可控式注浆充填方法不受工作面顶板条件的限制，对于扩大充填采矿技术在煤矿中的应用具有重要意义。再者，巷道内可控式注浆充填方法作为一种全新的充填采矿新思路，对于丰富我国充填采矿技术体系具有重要意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种巷道内可控式注浆充填方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现对采后空间进行充填，减缓地表沉降的目的。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种巷道内可控式注浆充填方法，包括以下步骤：
6.s1确定待充填巷道，并在所述待充填巷道的待充填区域内等间距预埋堵浆墙；
7.s2在所述待充填区域搭建堵浆墙，且在所述堵浆墙上预留有穿梭孔；
8.s3在所述待充填巷道顶帮安装注浆装置，通过注浆装置向所述待充填区域注浆；
9.s4循环上述步骤s1-s3，直至充满整个待充填巷道。
10.相邻所述预埋堵浆墙的间距为28m-32m。
11.所述堵浆墙的厚度为0.25m-0.4m；所述穿梭孔开设于所述堵浆墙顶部靠近煤壁侧。
12.所述注浆装置包括内注浆管，梭式拖车，升压泵和外注浆管；所述外注浆管与所述升压泵进料端连通；所述升压泵出料端连接有内注浆管一端；所述内注浆管另一端贯穿所
述穿梭孔并置于所述待充填区域内；所述梭式拖车置于所述穿梭孔处且所述梭式拖车底部挂设有所述内注浆管；所述升压泵置于未充填区域。
13.所述内注浆管置于所述待充填区域端固定安装有挂环；所述梭式拖车底部外壁安装有挂钩；所述内注浆管通过所述挂环悬挂于所述挂钩上；
14.所述内注浆管另一端通过拖钩水平架设于所述未充填区域巷道，所述内注浆管中部与所述内注浆管水平段所形成的起坡角为α。
15.所述挂钩等间距布置于靠近煤壁侧；且所述挂钩距待充填巷道底帮的垂直间距为1m。
16.所述梭式拖车包括拖车链，主动轮和从动轮；所述拖车链铺设于所述待充填巷道顶帮靠近煤壁处；所述主动轮和从动轮中心均形成有链齿，且所述主动轮和从动轮通过传动链传动连接；所述主动轮和从动轮转动安装于所述拖车链上。
17.所述主动轮内还安装有转动电机；所述转动电机置于所述主动轮内，且所述转动电机两端通过转动杆与所述主动轮传动连接。
18.所述升压泵内设置有控制器，所述控制器与所述转动电机电性连接。
19.所述内注浆管内还嵌设有内嵌钢丝。
20.本发明公开了以下技术效果：本方法在巷道内布置厚的堵浆墙，通过注浆装置实现注浆管的回撤移动；在计算沿程阻力的基础上，设计出合适的起坡角，将浆液注入采后空间，充填破碎矸石空隙，减小破碎矸石压缩率，同时加固破碎岩石，提高其承载性能。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为整体结构示意图；
23.图2为梭式拖车结构示意图；
24.图3为主动轮结构示意图；
25.图4为从动轮结构示意图；
26.图5为传动链结构示意图；
27.图6为注浆管结构示意图；
28.其中，1-已充填巷道；2-堵浆墙；3-待充填巷道；4-管道喷口；5-从动轮；6-穿梭孔；7-传动链；8-梭式拖车；9-主动轮；10-内注浆管；11-预埋堵浆墙；12-拖车链；13-控制线；14-待充填巷道顶帮；15-升压泵；16-控制器；17-外注浆管；18-拖钩；19-待充填巷道底帮；20-升压表；21-回压表；22-链齿；23-转动电机；24-转动杆；25-挂钩；26-内嵌钢丝；27-挂环。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
31.本发明提供一种巷道内可控式注浆充填方法，包括以下步骤：
32.s1确定待充填巷道3，并在待充填巷道3的待充填区域内等间距预埋堵浆墙11；
33.s2在待充填区域搭建堵浆墙2，且在堵浆墙2上预留有穿梭孔6；
34.s3在待充填巷道3顶帮安装注浆装置，通过注浆装置向待充填区域注浆；
35.s4循环上述步骤s1-s3，直至充满整个待充填巷道3。
36.相邻预埋堵浆墙11的间距为28m-32m。
37.堵浆墙2的厚度为0.25m-0.4m；穿梭孔6开设于堵浆墙2顶部靠近煤壁侧。
38.注浆装置包括内注浆管10，梭式拖车8，升压泵15和外注浆管17；外注浆管17与升压泵15进料端连通；升压泵15出料端连接有内注浆管10一端；内注浆管10另一端贯穿穿梭孔6并置于待充填区域内；梭式拖车8置于穿梭孔6处且梭式拖车8底部挂设有内注浆管10；升压泵15置于未充填区域。
39.内注浆管10置于待充填区域端固定安装有挂环27；梭式拖车8底部外壁安装有挂钩25；内注浆管10通过挂环27悬挂于挂钩25上；
40.内注浆管10另一端通过拖钩18水平架设于未充填区域巷道，内注浆管10中部与内注浆管10水平段所形成的起坡角为α。
41.挂钩17等间距布置于靠近煤壁侧；且挂钩17距待充填巷道底帮14的垂直间距为1m。
42.梭式拖车8包括拖车链12，主动轮9和从动轮5；拖车链12铺设于待充填巷道顶帮14靠近煤壁处；主动轮9和从动轮5中心均形成有链齿22，且主动轮9和从动轮5通过传动链7传动连接；主动轮9和从动轮5转动安装于拖车链12上。
43.主动轮内还安装有转动电机23；转动电机23置于主动轮9内，且转动电机23两端通过转动杆24与主动轮9传动连接。
44.升压泵内设置有控制器16，控制器16与转动电机23电性连接。
45.内注浆管10内还嵌设有内嵌钢丝26。
46.在本发明的一个实施例中，已充填巷道1与待充填巷道3通过堵浆墙2隔开；且在完成填充后，将穿梭孔也填浆封闭。
47.在本发明的一个实施例中，内注浆管10置于待充填巷道3端安装有管道喷口；内注浆管10随梭式拖车8移动；内注浆管10水平段与悬挂段的起坡角α为沿程阻力最小时的计算角度。
48.进一步的，当传动链7控制内注浆管10移动时升压泵也随着采煤工作面的向前推进；
49.拖钩布置在巷道帮部，提前布置整条巷道，梭式拖车下部和起坡段的拖钩应拆除，运用到下个注浆巷道。
50.在本发明的一个实施例中，控制器16通过控制线13控制转动电机23，转动电机23通过转动杆24经传动链7和链齿22实现主动轮9和从动轮5在拖车链12上的运移，同时升压
泵15也随着向前移动。
51.在本发明的一个实施例中，拖车链12贯穿每一对应位置的穿梭孔6，当需要内注浆管10将一区域的待填充巷道3填充完毕时，实现内注浆管10的移动，将其置于下一个待充填巷道3中。
52.在本发明的一个实施例中，升压泵15上还设置有升压表20和回压表21；升压泵15通过其上的升压表20和回压表21控制浆液在注浆管内的流动。
53.在本发明的一个实施例中，内注浆管10为软管。
54.进一步的，注浆管内布置钢丝是为了增加注浆管的柔韧性，防治巷道顶板或帮部出现事故时损坏注浆管。
55.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
56.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。