[发明专利]一种采空区井上充填设备及其方法

权利要求书

1.一种采空区井上充填设备，其特征在于：包括提升装置(1)、料斗(3)和注浆泵(4)，所述料斗(3)放置在料斗支架(2)上，所述料斗支架(2)固定在采空区的地表面上，所述提升装置(1)支撑放置在所述料斗支架(2)的周边，且所述提升装置(1)的吊具位于所述料斗(3)的正上方；所述料斗(3)的出料口位于投料孔的正上方，所述投料孔从地表面向下钻孔贯通至采空区，所述注浆泵(4)固定安装在所述地表面上，所述注浆泵(4)通过注浆管(5)贯穿所述投料孔后伸入到所述采空区内。

2.根据权利要求1所述的采空区井上充填设备，其特征在于：所述投料孔内设置有护壁套管(6)，所述护壁套管(6)的顶端开口与所述料斗(3)的出料口平齐，所述护壁套管(6)的底部伸入到稳定基岩层。

3.根据权利要求2所述的采空区井上充填设备，其特征在于：所述护壁套管(6)具体设计为阶梯状，包括顶部的扩口段和底部的直管段，所述扩口段的直径大于所述出料口的直径，所述直管段的外径与所述投料孔相配合。

4.根据权利要求1所述的采空区井上充填设备，其特征在于：所述注浆管(5)的底部设置有多个喷浆孔(7)，多个所述喷浆孔(7)规则排布在所述注浆管(5)的圆周侧壁上。

5.根据权利要求1所述的采空区井上充填设备，其特征在于：所述提升装置(1)包括两侧的支架、顶部横梁和吊具，所述顶部横梁的两端连接在所述支架的顶部，所述吊具可滑动的连接在所述顶部横梁上。

6.一种利用如权利要求1-5任一项所述的采空区井上充填设备进行填充的方法，其特征在于：具体包括以下几个步骤：

步骤一、投料孔的制作：首先，采用深层地质钻机或潜孔锤成孔，钻透至采空区；然后，将所述护壁套管(6)安装到投料孔内，护壁套管下至完整基岩；再量测采空区高度及范围，估算投料量；最后，将护壁套管(6)与地表面的孔浇筑水泥进行固定；

步骤二、注浆管的制作、安装：所述注浆管(5)采用直径25～32mm的薄壁钢管，每节长度3～5米，或根据需要定制，中间采用丝扣连接，所述注浆管(5)的底端通过丝堵封闭，并通过胶带封住底部的所述喷浆孔(7)；将注浆管伸入到所述护壁套管(6)内并向下至采空区的底部，注浆管(5)的上端接口从所述护壁套管(6)的预留孔内穿出后与所述注浆泵(4)连接备用；

步骤三、填充料设备的安装：首先，通过将提升装置(1)、所述料斗支架(2)固定在投料孔周边的地表面上，将所述料斗(3)放置在料斗支架(2)上，使料斗的出料口正对护壁套管(6)的顶端开口；所述提升装置(1)提升填充料控制器将填充料倒入料斗中，并经过护壁套管均匀填入采空区内；

步骤四、填充料及注浆作业：当所述注浆管(5)的底端带有喷浆孔(7)的花管部分完全埋在填充料所形成的堆积体内时，开始启动注浆泵(4)进行注浆作业，浆液从堆积体内部逐渐向外扩散同时将填充料充填范围扩大，浆液与填充料充分融合并形成结石体，实现采空区的填充作业。

7.根据权利要求1所述的采空区井上充填设备，其特征在于：步骤一中，所述投料孔的开孔直径D1不小于200mm，终孔直径D2不小于150mm。

8.根据权利要求1所述的采空区井上充填设备，其特征在于：步骤二中，所述注浆管(5)距底端500mm长度范围内对称均匀钻16个φ6的注浆孔(7)。

9.根据权利要求1所述的采空区井上充填设备，其特征在于：步骤三中的所述填充料包括废石、尾矿、建筑垃圾或由废石、尾矿、建筑垃圾组成的混合料。

10.根据权利要求1所述的采空区井上充填设备，其特征在于：步骤四中采用填充料与注浆交替进行的作业方式，或者采用边填充料、边注浆的作业方式。