[发明专利]一种地下采场人工点柱膨胀接顶装置及构筑方法

权利要求书

1.一种地下采场人工点柱膨胀接顶装置，用于地下采场中，所述地下采场具有采场底板和采场顶板，采场底板上设有人工点柱基础，其特征在于，所述膨胀接顶装置安装在人工点柱基础和采场顶板之间，包括上外套桶、内套筒和下外套桶，所述内套筒置于上外套桶和下外套桶内，所述上外套桶具有桶底Ⅰ和桶壁Ⅰ，所述下外套桶具有桶底Ⅱ和桶壁Ⅱ，所述上外套桶套设在内套筒的上方，内套筒的外壁与桶壁Ⅰ的内壁间隙配合，所述下外套桶套设在内套筒的下方，内套筒的外壁与桶壁Ⅱ的内壁间隙配合，所述内套筒内由下至上依次设有碎石垫层和膨胀剂药卷，并在膨胀剂药卷上充填砂石，所述桶底Ⅰ和桶底Ⅱ上均设有泄水排气孔。

2.根据权利要求1所述的一种地下采场人工点柱膨胀接顶装置，其特征在于，所述上外套桶和下外套桶的高度之和与内套筒的高度相匹配，所述上外套桶为钢质上外套桶，所述下外套桶为钢质下外套桶，所述内套筒为钢质内套筒。

3.根据权利要求1所述的一种地下采场人工点柱膨胀接顶装置，其特征在于，桶壁Ⅰ和桶壁Ⅱ上均设有把手。

4.根据权利要求1所述的一种地下采场人工点柱膨胀接顶装置，其特征在于，所述人工点柱基础为在采场内从采场底板至采场顶板方向，用块石砌筑或用混凝土浇筑的人工砌体。

5.根据权利要求1所述的一种地下采场人工点柱膨胀接顶装置，其特征在于，所述碎石垫层中的碎石粒径为4.0-6.0mm，碎石垫层的厚度为40-60mm。

6.根据权利要求1所述的一种地下采场人工点柱膨胀接顶装置，其特征在于，所述膨胀剂药卷为粉末状膨胀剂灌装到直径为30-50mm、具有透水性和韧性的纸筒中，所述纸筒的高度为150-250mm。

7.一种地下采场人工点柱膨胀接顶构筑方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在采场内部选定的位置上，构筑人工点柱基础；

2)将内套筒放入下外套桶中进行组合，组合后形成上部开口的桶状容器；

3)在内套筒中铺设碎石垫层，随后将膨胀剂药卷垂直整齐摆放于内套筒中的碎石垫层上，

4)将砂石充填至内套筒中膨胀剂药卷之间的间隙中，充填过程中对内套筒外壁进行敲击振捣，使砂石以较密实的状态充填到间隙中，随后向充满砂石的内套筒中注水，使内套筒中的砂石随着水流向下沉降，充填间隙，直至砂石面不再沉降，与内套筒上沿水平对齐后停止注水；

5)将上外套桶开口端朝下套在内套筒上，完成膨胀接顶装置的组合；

6)将组合好的膨胀接顶装置安放至人工点柱基础的顶部，膨胀接顶装置下部即下外套桶底部与人工点柱基础顶部相接触，膨胀接顶装置上部即上外套桶顶部与采场顶板保持平行，并留设有一定接顶空间；

7)膨胀接顶装置中膨胀剂药卷与水发生水化反应体积膨胀，推动上外套桶沿轴向上移，推动下外套桶沿轴向下移，使上外套桶的顶端与采场顶板相接触，实现了人工点柱与采场顶板的接顶。

8.根据权利要求7所述一种地下采场人工点柱膨胀接顶构筑方法，其特征在于，步骤3)所述膨胀剂药卷垂直整齐摆放于内套筒中，膨胀剂药卷一端与碎石垫层的顶部接触，膨胀剂药卷另一端距离内套筒上沿45-55mm，膨胀剂药卷竖直状态摆放。