一种预留充填回风假坑道结构及其施工方法与流程

1.本发明属于采矿领域，具体涉及一种在下向胶结充填采矿法中预留充填回风假坑道结构及其施工方法。


背景技术：

2.目前，由于开采条件复杂，针对矿体品位较高、矿体和围岩稳固性都较差的采矿方法研究较少，近年来为提高矿石回采率、降低贫化率，使回采安全可靠，下向进路胶结充填采矿法作为一种安全、有效的采矿技术，应用越来越广。
3.采用下向水平分层充填采矿法采矿时，为便于回风和充填作业，沿着矿体倾向每隔一定高度而开掘一系列巷道，作为充填回风副中段。副中段主要工程包括穿脉回风道、回风井、水平回风井联络道、充填联络道、沿脉回风道、脉内预留充填回风道、钻孔硐室、变电所、充填沿脉道等工程。一个副中段一般负责一个中段的回采作业，当副中段服务的中段矿量开采完后，副中段也需充填完毕。但是副中段回风道仍需保留，回风道通过预留的方式，而预留形成的井巷通道称为假坑道。矿山井下的假坑道多垂直矿体走向和沿着矿体走向设置并彼此连通，与通风井、充填井共同组成矿山的充填回风通道。
4.假坑道是矿山副中段预留的关键工程，随着开采深度增加，巷道变形严重，采场温度增高，作为井下充填、回风及安全逃生通道，保证假坑道的稳定性和可靠度尤为重要。在生产过程中充填回风道所处位置围岩破碎、节理发育，地应力加大时，假坑道会发生底鼓、片帮、顶板开裂塌落，严重影响矿山正常生产。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种预留充填回风假坑道结构，以解决假坑道易发生底鼓、片帮、顶板开裂塌落的问题。
6.本发明的另一目的是提供一种预留充填回风假坑道的施工方法。
7.本发明的技术方案是：一种预留充填回风假坑道结构，在假坑道内设有钢筒和多个支撑棚架，多个支撑棚架沿假坑道长度方向排布，钢筒位于支撑棚架上，钢筒底部两侧分别设有圆木，圆木支撑在钢筒和支撑棚架之间，钢筒两侧和顶部分别设有外撑杆，外撑杆支撑在钢筒和假坑道内壁之间。
8.作为本发明的进一步改进，钢筒内设有多组内撑机构，多组内撑机构沿钢筒轴向排列，内撑机构支撑在钢筒内壁。
9.作为本发明的进一步改进，每组内撑机构由两个相互垂直的内撑杆组成，内撑杆沿钢筒径向设置。
10.作为本发明的进一步改进，多个支撑棚架之间通过木板连接成一体。
11.作为本发明的进一步改进，圆木和支撑棚架之间设有第一扒钉。
12.作为本发明的进一步改进，支撑棚架的上平面与侧面之间的夹角为90-95度，上平面与侧面之间设有第二扒钉。
13.作为本发明的进一步改进，在假坑道底板铺设有金属网，假坑道内设有多个吊筋，吊筋上端与假坑道顶板连接，吊筋下端与金属网连接。
14.作为本发明的进一步改进，钢筒由多个钢筒单元首尾连接组成。
15.作为本发明的进一步改进，钢筒单元由四个圆弧钢板相互围合连接组成。
16.一种预留充填回风假坑道的施工方法，包括以下步骤：a、整平假坑道底板并在底板铺设金属网，在假坑道顶板打锚杆眼；b、沿假坑道长度方向设置多个支撑棚架；c、将多个钢筒单元置于支撑棚架上并首尾连接成钢筒；d、在钢筒的接缝处内外均用水泥砂浆抹严、抹平，外裹塑料布和编织袋；e、钢筒两侧及顶部均用外撑杆固定，防止钢筒偏移；钢筒内部用内撑杆打内撑固定，防止钢筒垮塌；f、钢筒底部两侧放置圆木，并用第一扒钉将圆木固定于支撑棚架之上，多个支撑棚架之间用木板连接成整体；g、挂吊筋，吊筋上端与假坑道顶板连接，吊筋下端与金属网连接。
17.本发明的有益效果是：本发明在假坑道内设置钢筒，当副中段服务的中段矿量开采完后，在钢筒外部进行假坑道的填充，钢筒内部则形成空心通道作为回风道进行保留，填充后钢筒不拆除，直接作为预留井巷通道的永久支护。钢筒单元由预制的圆弧钢板围合组成，钢筒单元再首尾连接成钢筒，安装方便，钢筒内部和外部均有很好的支撑，稳定性好。本发明结构简单，可实现模块化安装，施工简单、工程量小、风阻系数小、成本低，实用性强。
附图说明
18.图1是本发明一种预留充填回风假坑道结构的结构示意图；图2是图1的a-a视图；图3是本发明中钢筒单元的结构示意图；图4是本发明中钢筒的侧视结构示意图。
19.图中：1-圆弧钢板；2-端部角钢；3-侧边角钢；4-连接孔；5-钢筒；51-钢筒单元；6-假坑道；7-钢筋；8-支撑棚架；81-上平面；82-侧面；9-圆木；10-外撑杆；11-内撑杆；12-金属网；13-吊筋；14-木板；15-第一扒钉；16-第二扒钉。
具体实施方式
20.以下结合附图和实施例对本发明进行进一步详细说明。
21.实施例1、一种预留充填回风假坑道结构，在假坑道6内设有钢筒5和多个支撑棚架8，多个支撑棚架8沿假坑道6长度方向排布，钢筒5位于支撑棚架8上，钢筒5底部两侧分别设有圆木9，圆木9支撑在钢筒5和支撑棚架8之间，钢筒5两侧和顶部分别设有外撑杆10，外撑杆10支撑在钢筒5和假坑道6内壁之间。
22.钢筒5内设有多组内撑机构，多组内撑机构沿钢筒5轴向排列，内撑机构支撑在钢筒5内壁。
23.每组内撑机构由两个相互垂直的内撑杆11组成，内撑杆11沿钢筒5径向设置。
24.多个支撑棚架8之间通过木板14连接成一体。
25.圆木9和支撑棚架8之间设有第一扒钉15。
26.支撑棚架8的上平面81与侧面82之间的夹角α为90-95度，上平面81与侧面82之间设有第二扒钉16。
27.在假坑道6底板铺设有金属网12，假坑道6内设有多个吊筋13，吊筋13上端与假坑道6顶板连接，吊筋13下端与金属网12连接。
28.钢筒5由多个钢筒单元51首尾连接组成。
29.钢筒单元51由四个圆弧钢板1相互围合连接组成。圆弧钢板1的圆弧两端之间设有钢筋7，增强圆弧钢板1的塑形。
30.一种预留充填回风假坑道的施工方法，包括以下步骤：a、整平假坑道6底板并在底板铺设金属网12，在假坑道6顶板打锚杆眼；b、沿假坑道6长度方向设置多个支撑棚架8，支撑棚架8采用木制；c、将多个钢筒单元51置于支撑棚架8上并通过螺杆螺母首尾连接成钢筒5；d、在钢筒5的接缝处内外均用水泥砂浆抹严、抹平，外裹塑料布和编织袋，防止漏灰；e、钢筒5两侧及顶部均用外撑杆10（采用方木）固定，防止钢筒5偏移；钢筒5内部用内撑杆11（采用方木）打内撑固定，防止钢筒5垮塌；f、钢筒5底部两侧放置圆木9，并用第一扒钉15将圆木9固定于支撑棚架8之上，多个支撑棚架8之间用木板14连接成整体；g、挂吊筋13，吊筋13上端与假坑道6顶板连接，吊筋13下端与金属网12连接。
31.圆弧钢板1壁厚6mm，圆弧钢板1的两侧边焊接有侧边角钢3，侧边角钢3上设有连接孔4，4个圆弧钢板1通过侧边角钢3上的连接孔4和螺杆螺母连接围合成钢筒单元51。圆弧钢板1的两端焊接有端部角钢2，端部角钢2上设有连接孔4，端部角钢2上的连接孔4间隔角度为30度，多个钢筒单元51首尾相接后通过端部角钢2上的连接孔4和螺杆螺母连接成钢筒5。
32.假坑道6的建设一般是为保证矿山后续开采的充填和通风需求，可建在脉内或脉外。
33.填充时，在钢筒5外部进行假坑道6的填充，钢筒5内部则形成空心通道作为回风道进行保留。填充后，钢筒5不拆除，直接作为预留井巷通道的永久支护，内撑杆11待假坑道6揭露后可回收利用，外撑杆10不回收。