[发明专利]一种采空区井上充填设备及其方法

说明书

本发明公开了一种采空区井上充填设备及其方法，充填设备包括提升装置、料斗和注浆泵，料斗放置在料斗支架上，料斗支架固定在采空区的地表面上，料斗的出料口位于投料孔的正上方，投料孔从地表面向下钻孔贯通至采空区，注浆泵安装在地表面上并通过注浆管贯穿投料孔后伸入到采空区内；填充作业时通过投料孔的制作、注浆管的制作安装、填充料设备的安装和填充料注浆作业四个步骤实现采空区的填充作业。本发明构思巧妙，操作方便，解决深部、大空间、积水采空区的填充作业，通过充填设备把粗骨料输送到地下空间，通过少量浆液充分混合固结填充地下空间，达到符合设计要求的治理效果，同时将废料固结在地下变废为宝，既美化了环境又节省了工程投资。

技术领域

本发明涉及采空区充填技术领域，尤其涉及一种采空区井上充填设备及其方法。

背景技术

随着经济的持续发展，不仅要在地质条件良好的场地上进行工程建设，而且有时也不得不在地质条件不良的场地上进行建设。在采空区上建筑时，为了保证建筑物的安全，必须对采空区进行处理。

目前比较成熟的、常用的采空区处理方法主要有灌注充填法、穿越/跨越法、砌筑法、剥挖回填法、强夯法、堆载预压法等，其中灌注充填法应用最多、适宜性最广，适合各种类型的采空区治理。灌注充填法主要以充填浆液为主，对于采空区大空洞、裂隙发育、积水时，现有的粗骨料投放装置和工艺投放骨料的数量较少且不能保证胶结浆液与骨料的充分融合，节省造价有限且结石体强度低达不到设计要求，致使复杂采空区的治理难度增加，造成浆液的极大浪费，且处理效果较差，处理成本大幅提高，甚至影响整个工程项目的推进。

发明内容

本发明的目的是提供一种采空区井上充填设备，解决现有技术采空区填充技术，不能保证胶结浆液与骨料的充分融合，且结石体强度低达不到要求的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种采空区井上充填设备，包括提升装置、料斗和注浆泵，所述料斗放置在料斗支架上，所述料斗支架固定在采空区的地表面上，所述提升装置支撑放置在所述料斗支架的周边，且所述提升装置的吊具位于所述料斗的正上方；所述料斗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，所述注浆泵固定安装在所述地表面上，所述注浆泵通过注浆管贯穿所述投料孔后伸入到所述采空区内。

进一步的，所述投料孔内设置有护壁套管，所述护壁套管的顶端开口与所述料斗的出料口平齐，所述护壁套管的底部伸入到稳定基岩层。

再进一步的，所述护壁套管具体设计为阶梯状，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。

再进一步的，所述注浆管的底部设置有多个喷浆孔，多个所述喷浆孔规则排布在所述注浆管的圆周侧壁上。

再进一步的，所述提升装置包括两侧的支架、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。

一种利用如上所述的采空区井上充填设备进行填充的方法，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，所述注浆管的底端通过丝堵封闭，并通过胶带封住底部的所述喷浆孔；将注浆管伸入到所述护壁套管内并向下至采空区的底部，注浆管的上端接口从所述护壁套管的预留孔内穿出后与所述注浆泵4连接备用；