[发明专利]一种墩柱式充填模板及其使用方法

权利要求书

1.一种墩柱式充填模板，其特征在于，包括钢支架（5）和充填模袋（1），钢支架（5）为伸缩杆（6）和连接件构成的长方体框架结构，充填模袋（1）是采用聚氯乙烯防水卷材制成的矩形袋体，充填模袋（1）能够套设在钢支架（5）外侧并与其紧密连接，充填模袋（1）内侧沿其横向截面固定有若干约束筋（3），充填模袋（1）顶部设置有挂钩（4）和充填口（2）。

2.根据权利要求1所述的一种墩柱式充填模板，其特征在于，伸缩杆（6）为四根结构相同的杆件且均垂直于地面设置，连接件包括连接杆（7）和连接钢板（7.1），连接钢板（7.1）呈正方形设置且连接钢板（7.1）与伸缩杆（6）的底端固定，伸缩杆（6）在距离顶端100mm位置侧向固定有连接杆（7）。

3.根据权利要求1或2所述的一种墩柱式充填模板，其特征在于，伸缩杆（6）包括A型套管（8）、B型套管（9）和C型套管（10），A型套管（8）能够在B型套管（9）内伸缩，B型套管（9）能够在C型套管（10）内伸缩，B型套管（9）和C型套管（10）的顶部均设置有挡圈（11），A型套管（8）和B型套管（9）在距离其底端100mm位置均设置有挡板（12）。

4.根据权利要求1所述的一种墩柱式充填模板，其特征在于，约束筋（3）为方形钢筋，约束筋（3）间隔固定在充填模袋（1）内侧，约束筋（3）在充填模袋（1）的中部为均匀布设，约束筋（3）在充填模袋（1）的上下两端为加密布设。

5.根据权利要求4所述的一种墩柱式充填模板，其特征在于，约束筋（3）利用直径为8mm的HPB235光圆钢筋加工而成，钢筋接头采用焊接固定，约束筋（3）间距为150mm，充填模袋（1）上下两端的加密区钢筋间距为100mm；当充填模袋（1）高度小于等于3000mm时，加密区长度为500mm，当充填模袋（1）高度大于3000mm时，加密区长度为600mm。

6.根据权利要求1所述的一种墩柱式充填模板，其特征在于，充填模袋（1）顶部内侧四角位置分别设置有管袋（13），管袋（13）长度为80～100mm，管袋（13）用于连接A型套管（8）。

7.一种墩柱式充填模板的使用方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1.计算充填间距，运用安全系数法和支路面积分配法确定充填间距s；

S2.选择充填模板，依据顶板（18）高度h和直接顶（17）厚度d选择充填模板，所选充填模板的充填模袋（1）长度L应大于顶板（18）高度h，锚杆（14）长度为d+500mm；

S3.安装锚杆（14）及钢筋网（15），当液压支架移动到充填柱设计位置时在后尾梁的掩护下安装锚杆（14）并挂设钢筋网（15）；

S4.悬挂充填模袋（1），先将顶排挂钩（4）挂到钢筋网（15）上，充填模袋（1）在自重作用下展开，使充填模袋（1）底部接触到地面，然后调整充填模袋（1）高度使充填模袋（1）张紧，再将使充填模袋（1）张紧的挂钩（4）挂到钢筋网（15）上；

S5.进行充填工作，选用膨胀性充填材料，以提高材料固结后充填体的接顶率；

S6.充填工作完成后，液压支架前移割煤，当行进到下一充填位置时重复步骤S3～S5直至采区开采并充填完毕；

S7.待充填体终凝后封闭充填口（2）。

8.如权利要求7所述的一种墩柱式充填模板的使用方法，其特征在于，膨胀性充填材料为含有膨胀剂的膏体充填材料，膏体的质量浓度为78％～82％；所述膏体充填材料由以下质量百分比的原料组成：胶结材料15％，粉煤灰20％，煤矸石45％，水20％，其中胶结材料是由普通硅酸盐水泥85％～90％、甲酸钙2％～5％、膨胀剂8％～10％，按照质量百分比均匀混合而成，膨胀剂为氧化镁。

9.如权利要求7所述的一种墩柱式充填模板的使用方法，其特征在于，锚杆（14）为直径20mm的螺纹钢锚杆，所选锚杆（14）长度大于d+500mm，锚杆（14）间距为1200mm，排距为1200mm，并采用树脂锚固剂锚固，布设完成后对锚杆（14）施加预应力；钢筋网（15）为规格为49000mm×900mm的钢筋网片，钢筋网（15）的钢筋直径为6mm，网格间距为100mm×100mm。