一种支护-隔离组合式膏体充填系统及充填方法技术方案

本发明专利技术提供了一种支护‑隔离组合式膏体充填系统及充填方法，涉及地下采矿方法技术领域，该系统包括让压单体支柱和隔离防漏浆装置，让压单体支柱包括顶座托盘、底座托盘、螺纹套筒、螺纹液压支柱和减震块，螺纹液压支柱两端分别设置有螺纹套筒，螺纹套筒的另一端连接顶座托盘或底座托盘，螺纹套筒内设置有减震块；隔离防漏浆装置包括气囊、折叠板、气嘴、弹力绳、环形挂钩，气囊内部设置有折叠板，折叠板铰接用于支撑气囊，折叠板之间还设置有弹力绳，弹力绳的两端固定在气囊上，气囊外侧设置有多个环形挂钩。本发明专利技术解决了单体支柱回收困难，以及膏体充填漏浆的问题，实现了充填和回采的同步进行，还具有施工简便、节省材料的优点。

A Supporting-Isolating Composite Paste Filling System and Filling Method

The invention provides a support-isolation combined paste filling system and a filling method, which relates to the technical field of underground mining methods. The system includes a pressure-releasing monomer prop and an isolation grout-proof device. The pressure-releasing monomer prop comprises a top tray, a base tray, a threaded sleeve, a threaded hydraulic prop and a shock absorber block. The threaded hydraulic prop is respectively provided with a threaded sleeve at both ends of the threaded hydraulic prop and a threaded sleeve. The other end of the cylinder is connected with the top tray or the base tray, and the shock absorber is arranged in the threaded sleeve; the isolation and leakage-proof slurry device includes the air bag, folding plate, air nozzle, elastic rope and annular hook, and the folding plate is articulated to support the air bag. The elastic rope is fixed between the folding plates, and the two ends of the elastic rope are fixed on the air bag, and a plurality of rings are arranged on the outer side of the air bag. Shape hook. The invention solves the problems of difficult recovery of single prop and slurry leakage in paste filling, realizes the synchronization of filling and mining, and has the advantages of simple construction and material saving.

【技术实现步骤摘要】
一种支护-隔离组合式膏体充填系统及充填方法
本专利技术涉及地下采矿方法
，尤其是一种支护-隔离组合式的膏体充填系统，以及利用该系统充填开采的方法。
技术介绍
膏体充填开采是地下开采技术的重要组成部分，膏体充填后消除了地表下沉的影响，并且有效的避免了应力集中带来的地质灾害，但是在开采过程中膏体充填占用了采煤生产的时间和空间，从而影响开采效率。另外在膏体充填过程中存在着诸如充填支架的改造或旧支架的更新换代、采煤-充填作业冲突和充填区封闭的问题，这主要是膏体充填时必须同时为采煤区、充填区顶板提供支护，同时还得隔离防漏。专用的充填支架虽然方便了充填过程，基本实现顶板支护的机械自动化，但同时限制了采煤效率的提高，因为充填支架必须等到充填体自立强度后才可以移架；封闭隔离采用“专用充填支架+人工铺设塑料编织布”方式堵漏，成本高、效率低；并且煤层顶底板凹凸不平，现有“专用充填支架+人工铺设塑料编织布”方式难以保证其与顶底板完全接触，防漏浆效果不好，同时还增加了煤矿经济负担。为了解决现有的膏体充填设备和方法中存在的上述问题，需要对现有的膏体充填系统及充填方法作进一步的改进。
技术实现思路
为解决膏体充填过程中单体支柱回收困难，以及膏体充填漏浆的技术问题，并实现充填和回采的同步进行，本专利技术提供了一种支护-隔离组合式膏体充填系统及充填方法，具体技术方案如下。一种支护-隔离组合式膏体充填系统，包括让压单体支柱和隔离防漏浆装置，让压单体支柱包括顶座托盘、底座托盘、螺纹套筒、螺纹液压支柱和减震块；螺纹液压支柱两端分别设置有螺纹套筒，螺纹套筒的另一端连接顶座托盘或底座托盘，螺纹套筒内设置有减震块；隔离防漏浆装置包括气囊、折叠板、气嘴、弹力绳、环形挂钩；气囊内部设置有折叠板，折叠板铰接并支撑气囊；折叠板之间还设置有弹力绳，弹力绳的两端固定在气囊上，气嘴固定在气囊上；气囊外侧设置有多个环形挂钩。优选的是，气囊内至少设置有2块完全相同的折叠板，折叠板呈矩形，折叠板的其中一条边和另一折叠板铰接，两端折叠板铰接边的对边和气囊固定连接。优选的是，让压单体支柱的螺纹液压支柱上还设置有挂钩和安全阀，顶座托盘和螺纹液压支柱之间设置有减震块，底座托盘和螺纹液压支柱之间也设置有减震块；所述让压单体支柱的挂钩和隔离防漏浆装置的环形挂钩相连。优选的是，气囊不充气时，弹力绳带动折叠板收缩折叠；气嘴和风管相连，风管对气囊内送风，充气后气囊膨胀，气囊内的折叠板随气囊展开，直至气囊与顶板和底板紧密贴合。一种支护-隔离组合式膏体充填方法，利用上述的一种支护-隔离组合式膏体充填系统，步骤包括：A.工作面开切眼后，达到充填步距时在综采液压支架后方布置一排让压单体支柱，并同时布置隔离防漏浆装置，设置隔离墙分隔充填区域和留空区域；B.连接风管和隔离防漏浆装置的气嘴，对气囊进行充气直至气囊与顶板和底板紧密贴合；C.充填区域施工膏体充填，工作面继续回采；D.工作面推进距离再次达到充填步距后，将让压单体支柱移至综采液压支架后方；E.放气回收隔离防漏浆装置，沿让压单体支柱布置隔离防漏浆装置并充气，错位布置充填区域和留空区域；F.重复步骤C至步骤E。优选的是，隔离防漏浆装置平行于工作面布置，充填步距为3～5m，所述充填区域的宽度和留空区域的宽度比例为3:1。优选的是，充填区域和留空区域交错布置；下一充填步距内的充填区域和上一充填步距内的留空区域侧面重合。本专利技术的有益效果包括：(1)本专利技术提供了一种支护-隔离组合式膏体充填系统，通过该系统的让压单体支柱实现了采空区的让压变形，隔离防漏浆装置的气囊与顶板和底板紧密接触，从而保证了充填过程中隔离防漏浆效果，对工作面后方进行支护的同时进行充填，并设置留空区域减少一次充填的长度，可以缩短充填时间，合理设置充填步距保证了膏体的凝固成形时间。(2)该系统通过让压单体支柱的顶座托盘和底座托盘，可以减小受力面积；螺纹液压支柱两侧的螺纹套筒以及减震块共同作用，可以保证让压单体支柱所受压力得到逐步释放，从而解决了充填区单体支柱钻顶、钻底或弯曲变形，难以回收的问题；让压单体支柱能够适应采空区顶板下沉实际运动情况，实现了让压支护，保持顶板完整性；隔离防漏浆装置解决了充填漏浆问题。(3)该充填方法使用支护-隔离组合式膏体充填系统，系统的让压单体支柱和隔离防漏浆装置均可以实现回收，从而节省了充填辅助材料的使用，减少了施工工序；不使用特殊充填支架从而充填效率更高，成本更低；通过合理的设置充填步距，并合理划分充填区域和留空区域，因此可以更合理的规划充填和回采的时间，保证充填和回采区域分开，生产更加方便和安全。(4)通过让压单体支柱临时支撑保护采空区，即需要充填的区域，同时综采支架紧跟采煤工作面，不耽误生产，有利于提高充填采煤的效率，因此对于充填开采方法的推广有重要的意义。另外本专利技术提供的充填系统和充填开采的方法还具有施工简便，节省材料，适用范围广等优点。附图说明图1是支护-隔离组合式膏体充填系统布置结构示意图；图2是让压单体支柱结构示意图；图3是顶座托盘结构示意图；图4是底座托盘结构示意图；图5是隔离防漏浆装置结构示意图；图6是充填区域和留空区域划分示意图；图7是采空区膏体充填示意图；图8是支护-隔离组合式膏体充填方法流程图；图中：1-让压单体支柱；11-顶座托盘；12-底座托盘；13-螺纹套筒；14-螺纹液压支柱；15-减震块；16-挂钩；17-安全阀；2-隔离防漏浆装置；21-气囊；22-折叠板；23-气嘴；24-弹力绳；3-顶板；4-底板；5-充填区域；6-留空区域；7-隔离墙。具体实施方式结合图1至图8所示，本专利技术提供的一种支护-隔离组合式膏体充填系统及充填方法具体实施方式如下。实施例1一种支护-隔离组合式膏体充填系统其结构包括让压单体支柱1和隔离防漏浆装置2，如图1所示，让压单体支柱实现了采空区的让压变形，隔离防漏浆装置的气囊与顶板和底板紧密接触，从而保证了充填过程中隔离防漏浆效果。如图2至图4所示，让压单体支柱1包括顶座托盘11、底座托盘12、螺纹套筒13、螺纹液压支柱14和减震块15，螺纹液压支柱14两端分别设置有螺纹套筒13，螺纹套筒13的另一端连接顶座托盘11或底座托盘12，其中顶板托盘11或底座托盘12可以为矩形、圆形或椭圆形，并且面积可以是螺纹液压支柱14截面面积的3～5倍。螺纹套筒13内还设置有减震块，可以通过在螺纹套筒13内注入减震材料形成减震块。让压单体支柱1的螺纹液压支柱上14还设置有挂钩16和安全阀17，挂钩16用于和气囊上的挂钩连接，从而吊挂气囊21。另外，在顶座托盘11和螺纹液压支柱14之间还设置有减震块15，底座托盘12和螺纹液压支柱14之间也设置有减震块15。如图5所示，隔离防漏浆装置2包括气囊21、折叠板22、气嘴23、弹力绳24、环形挂钩，气囊21内部设置有折叠板，折叠板22铰接支撑气囊21，并且折叠板22随气囊21张开，从而起到较好的支撑效果。在折叠板22之间还设置有弹力绳，弹力绳24的两端固定在气囊上，当气囊21放气时弹力绳24的作用下折叠板快速收缩，折叠板22收缩的过程中还能促进气囊21放气。气嘴23固定在气囊上，用于气囊21的放气和充气，气囊21上还可以设置多个气嘴，气嘴23连接处设置防漏气装置。在气囊2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种支护‑隔离组合式膏体充填系统，其特征在于，包括让压单体支柱和隔离防漏浆装置，所述让压单体支柱包括顶座托盘、底座托盘、螺纹套筒、螺纹液压支柱和减震块；所述螺纹液压支柱两端分别设置有螺纹套筒，所述螺纹套筒的另一端连接顶座托盘或底座托盘，所述螺纹套筒内设置有减震块；所述隔离防漏浆装置包括气囊、折叠板、气嘴、弹力绳、环形挂钩；所述气囊内部设置有折叠板，折叠板铰接并支撑气囊；所述折叠板之间还设置有弹力绳，弹力绳的两端固定在气囊上，气嘴固定在气囊上；所述气囊外侧设置有多个环形挂钩。

【技术特征摘要】
1.一种支护-隔离组合式膏体充填系统，其特征在于，包括让压单体支柱和隔离防漏浆装置，所述让压单体支柱包括顶座托盘、底座托盘、螺纹套筒、螺纹液压支柱和减震块；所述螺纹液压支柱两端分别设置有螺纹套筒，所述螺纹套筒的另一端连接顶座托盘或底座托盘，所述螺纹套筒内设置有减震块；所述隔离防漏浆装置包括气囊、折叠板、气嘴、弹力绳、环形挂钩；所述气囊内部设置有折叠板，折叠板铰接并支撑气囊；所述折叠板之间还设置有弹力绳，弹力绳的两端固定在气囊上，气嘴固定在气囊上；所述气囊外侧设置有多个环形挂钩。2.根据权利要求1所述的一种支护-隔离组合式膏体充填系统，其特征在于，所述气囊内至少设置有2块完全相同的折叠板，所述折叠板呈矩形，折叠板的其中一条边和另一折叠板铰接，两端折叠板铰接边的对边和气囊固定连接。3.根据权利要求1所述的一种支护-隔离组合式膏体充填系统，其特征在于，所述让压单体支柱的螺纹液压支柱上还设置有挂钩和安全阀，所述顶座托盘和螺纹液压支柱之间设置有减震块，所述底座托盘和螺纹液压支柱之间也设置有减震块；所述让压单体支柱的挂钩和隔离防漏浆装置的环形挂钩相连。4.根据权利要求1所述的一种支护-隔离组合式膏体充填系统，其特征在于，所述气囊不充气时，弹力...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昌祥，路瑶，施振跃，秦传睿，李杨杨，李青海，张新国，陈军涛，刘音，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37