本技术涉及采矿工程,具体涉及一种用于上向分层干式充填法压顶的钢板结构。
背景技术:
1、随着回采工作面的推进,逐步用干充填料(如废石、砂石等)充填采空区的采矿方法称为干式充填采矿法。上向分层干式充填采矿法具有采掘工程量少,运输成本低,可有效维护围岩与减缓地压发生等优点,在矿山开采中得到广泛的应用。然而,传统的上向分层干式充填采矿法存在生产效率低、作业环境差、矿石回收率低等问题,严重制约了矿山安全高效可持续发展。究其原因,主要是由于在回采上分层矿石期间,崩落的矿石易混入下分层的干式充填体之中,造成矿石贫化率增加。虽然部分矿山采取铺设混凝土的方式以隔绝矿石和废石,但该施工工艺较为复杂,且成本较高。因此,提高上向水平分层干式充填法的生产能力、降低采场矿石的损失率和贫化率,是目前类似矿山开采过程中必须要解决的关键技术问题。
技术实现思路
1、针对于上述现有技术存在的缺陷,本实用新型目的在于提出一种用于上向分层干式充填法压顶的钢板结构,以解决现有技术中干式充填法采场矿石的损失率和贫化率高的问题。
2、本实用新型为了实现上述目的,采用的技术解决方案是:
3、一种用于上向分层干式充填法压顶的钢板结构,包括多个耐磨钢板,所有耐磨钢板均水平布置,且沿回采矿房的延伸方向呈线性首尾依次排布。
4、任意相邻两个耐磨钢板的对应端均通过一个连接体相连,连接体的两侧分别与相邻耐磨钢板的端部插接配合。
5、每个耐磨钢板上均设有多个预应力锚杆组件,多个预应力锚杆组件在其所在的耐磨钢板上呈方阵形式布置,各耐磨钢板通过预应力锚杆组件固定于其所在回采矿房的顶部。
6、进一步地,所述耐磨钢板为方形平面结构,耐磨钢板的宽度与回采矿房的宽度一致,回采矿房的宽度为3m~5m。
7、回采矿房采用打水平炮孔、中深孔爆破落矿的方式开采,耐磨钢板的长度与中深孔的孔深一致,孔深为5m~8m。
8、耐磨钢板的厚度为9mm~18mm。
9、进一步地,连接体为工字形截面的条状结构,沿其长度方向的相对两侧壁上对称开设有两个卡槽。
10、所述卡槽的宽度等于耐磨钢板的厚度,且延伸至连接体的两端,耐磨钢板的端部插入连接体相邻侧的卡槽内。
11、进一步地,连接体的长度大于耐磨钢板宽度的三分之一,连接体的长度小于耐磨钢板宽度。
12、进一步地,耐磨钢板上开设有与预应力锚杆组件数量相等且位置一一对应的穿孔,各预应力锚杆组件均穿设在耐磨钢板上,且位于对应的穿孔内。
13、进一步地,所述预应力锚杆组件包括锚杆体、膨胀套筒和锁紧螺母,所述锚杆体竖向穿设在穿孔内,膨胀套筒套设在锚杆体的外部,其下端与锚杆体螺纹配合。
14、锁紧螺母旋拧在锚杆体的下部,锚杆体上配置有垫板。
15、膨胀套筒的上端面具有沿其圆周均匀开设的三个槽口,三个槽口沿膨胀套筒的轴向延伸至其中部。
16、所述锚杆体的下端设有六角凸头,其上端设有圆锥形的拓头,锚杆体相对于膨胀套筒转动能够实现膨胀套筒的上部外扩。
17、进一步地,三个槽口将膨胀套筒的上部分成三个圆弧部分,每个圆弧部分的内壁上均设有一个内凸筋,圆锥形的拓头与内凸筋滑动配合,能够使膨胀套筒三个圆弧部分外扩。
18、膨胀套筒的外侧上具有三个外凸筋,三个所述外凸筋均匀布置在以膨胀套筒的轴线为中心的圆周上,外凸筋位于槽口的下侧。
19、与现有技术相比,本实用新型的有益技术效果是:
20、(1)在各分层矿房顶部采用预应力锚杆组件铺设耐磨钢板,可以对采场进行临时支护,进一步提高采场稳定性,保障人员和设备安全。
21、(2)回采上一分层时,耐磨钢板自然掉落对下分层干式充填体进行压顶,起到隔离干式充填体与矿石的作用,提高矿石回收率,降低矿石贫化率。
1.一种用于上向分层干式充填法压顶的钢板结构,其特征在于,包括多个耐磨钢板,所有耐磨钢板均水平布置,且沿回采矿房的延伸方向呈线性首尾依次排布;
2.根据权利要求1所述的一种用于上向分层干式充填法压顶的钢板结构,其特征在于,所述耐磨钢板为方形平面结构,耐磨钢板的宽度与回采矿房的宽度一致,回采矿房的宽度为3m~5m;
3.根据权利要求1所述的一种用于上向分层干式充填法压顶的钢板结构,其特征在于,连接体为工字形截面的条状结构,沿其长度方向的相对两侧壁上对称开设有两个卡槽;
4.根据权利要求3所述的一种用于上向分层干式充填法压顶的钢板结构,其特征在于,连接体的长度大于耐磨钢板宽度的三分之一,连接体的长度小于耐磨钢板宽度。
5.根据权利要求1所述的一种用于上向分层干式充填法压顶的钢板结构,其特征在于,耐磨钢板上开设有与预应力锚杆组件数量相等且位置一一对应的穿孔,各预应力锚杆组件均穿设在耐磨钢板上,且位于对应的穿孔内。
6.根据权利要求5所述的一种用于上向分层干式充填法压顶的钢板结构,其特征在于,所述预应力锚杆组件包括锚杆体、膨胀套筒和锁紧螺母,所述锚杆体竖向穿设在穿孔内,膨胀套筒套设在锚杆体的外部,其下端与锚杆体螺纹配合;
7.根据权利要求6所述的一种用于上向分层干式充填法压顶的钢板结构,其特征在于,三个槽口将膨胀套筒的上部分成三个圆弧部分,每个圆弧部分的内壁上均设有一个内凸筋,圆锥形的拓头与内凸筋滑动配合,能够使膨胀套筒三个圆弧部分外扩;
