[发明专利]一种墩柱式充填模板及其使用方法

说明书

本发明属于煤矿充填开采技术领域，具体涉及一种墩柱式充填模板及其使用方法，解决了墩柱式充填开采多使用柔性土工布防渗袋装载充填材料，墩柱形状不易控制，接顶率不高，降低了充填柱控制顶板下沉效果的问题，包括钢支架和充填模袋，钢支架为伸缩杆和连接件构成的长方体框架结构，充填模袋是采用聚氯乙烯防水卷材制成的矩形袋体，充填模袋能够套设在钢支架外侧并与其紧密连接，充填模袋内侧沿其横向截面固定有若干约束筋，充填模袋顶部设置有挂钩和充填口。本发明结构合理，可在现场悬挂后即可进行充填作业，使用此充填模板构造充填体可以缩短充填作业时间，提升矿井经济效益。

技术领域

本发明属于煤矿充填开采技术领域，具体涉及一种墩柱式充填模板及其使用方法。

背景技术

膏体充填开采作为一种既能高效控制地面沉降，又能解决地面煤矸石和粉煤灰堆积污染难题，实现煤炭绿色开采的新技术，在“三下”开采中得到了广泛应用。大多数煤炭开采企业选用了全采全充采煤工艺，然而在实际应用中全采全充采煤工艺存在着充填工作量大、充填成本高、充填材料相对不足等诸多问题，因此有专家提出了采空区部分充填开采方法。

采空区部分充填开采方法包括条带式充填开采和墩柱式充填开采。条带式充填开采使用刚性充填滑板，滑板需配合特制液压支架进行移动，对液压支架设备要求高。墩柱式充填开采多使用柔性土工布防渗袋装载充填材料，墩柱形状不易控制，接顶率不高，降低了充填柱控制顶板下沉的效果。因此急需一种简单实用的充填模板满足煤矿井下部分充填开采的需要。

发明内容

本发明为了解决墩柱式充填开采多使用柔性土工布防渗袋装载充填材料，墩柱形状不易控制，接顶率不高，降低了充填柱控制顶板下沉效果的问题，提供了一种墩柱式充填模板及其使用方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种墩柱式充填模板，包括钢支架和充填模袋，钢支架为伸缩杆和连接件构成的长方体框架结构，充填模袋是采用聚氯乙烯防水卷材制成的矩形袋体，充填模袋能够套设在钢支架外侧并与其紧密连接，充填模袋内侧沿其横向截面固定有若干约束筋，充填模袋顶部设置有挂钩和充填口。

伸缩杆为四根结构相同的杆件且均垂直于地面设置，连接件包括连接杆和连接钢板，连接钢板呈正方形设置且连接钢板与伸缩杆的底端固定，伸缩杆在距离顶端100mm位置侧向固定有连接杆。

伸缩杆包括A型套管、B型套管和C型套管，A型套管能够在B型套管内伸缩，B型套管能够在C型套管内伸缩，B型套管和C型套管的顶部均设置有挡圈，A型套管和B型套管在距离其底端100mm位置均设置有挡板。

约束筋为方形钢筋，约束筋间隔固定在充填模袋内侧，约束筋在充填模袋的中部为均匀布设，约束筋在充填模袋的上下两端为加密布设。

约束筋利用直径为8mm的HPB235光圆钢筋加工而成，钢筋接头采用焊接固定，约束筋间距为150mm，充填模袋上下两端的加密区钢筋间距为100mm；当充填模袋高度小于等于3000mm时，加密区长度为500mm，当充填模袋高度大于3000mm时，加密区长度为600mm。

充填模袋顶部内侧四角位置分别设置有管袋，管袋长度为80～100mm，管袋用于连接A型套管。

一种墩柱式充填模板的使用方法，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，依据顶板高度h和直接顶厚度d选择充填模板，所选充填模板的充填模袋长度L应大于顶板高度h，锚杆长度为d+500mm；

S3.安装锚杆及钢筋网，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并挂设钢筋网；