【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及采矿，尤其是涉及一种地下开采中的结构式充填装置及方法。
技术介绍
1、地下开采中的结构式充填方法是一种重要的采矿技术，其主要目的是通过在采空区布置特定形状和结构的充填体，以控制地表沉陷、减小环境污染、减少充填材料用量并降低充填成本。这种方法根据煤层分布及其围岩特点，通过采前规划和固废资源化，针对性地布置柱(墩)状、条带(墙)状或十字形、箱形等结构充填体。
2、在采矿过程中，结构式充填方法随采随充，形成“充填体-直接顶”复合承载结构，从而有效控制上覆岩层移动变形。这种方法不仅能够在煤矿采空区构建出大量稳定的地下空间，还可以根据需求加以利用。简而言之，它通过因地制宜的“固废充填材料”、科学布设的“结构充填体”、以及成套研发的“结构充填工艺及装备”来适应“构造应力和采动应力”，并最大化地构建出“可利用的地下空间”。
3、结构式充填方法的优点包括提高矿山开采率、减少矿山地表变形、强化矿山结构等。通过充填采空区，可以有效地提高矿石的采出量，降低资源浪费；同时，填满采空区可以防止矿山地表的变形，保护生态环境；此外，充填体还能增加地下的支撑力，使矿山结构更加稳固，避免地质灾害的发生。
4、然而，结构式充填方法也存在一些挑战和限制。例如，充填工艺可能相对复杂，充填工艺机械化程度低，主要通过人力完成充填体的充填施工，导致充填成本高，充填效率低下。
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要提供一种地下开采中的结构式充填装置及方法，用以解决现有的结构式充填工艺
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种地下开采中的结构式充填装置，包括：移动机构、钻孔机构、若干伸缩套筒、悬挂机构、转移机构以及混凝土泵车，
3、所述钻孔机构安装于所述移动机构上，并用于向采空区的底面和顶面分别开设下定位孔及上定位孔；
4、各个所述伸缩套筒均包括伸缩件、下定位部及上定位部，所述伸缩件的长度可伸缩且中空设置，所述下定位部及所述上定位部分别固定于所述伸缩件的两端、并用于分别插设于所述下定位孔及所述上定位孔内；
5、所述悬挂机构安装于所述移动机构、并用于悬挂若干个所述伸缩套筒；
6、所述转移机构用于将所述悬挂机构上的伸缩套筒转移至采空区的底面、并使下定位部插入所述下定位孔内；
7、所述混凝土泵车用于向所述伸缩套筒内注入混凝土。
8、在一些实施例中，所述移动机构为运输车。
9、在一些实施例中，所述运输车的车厢的上端面及下端面上分别对应开设有上通孔及下通孔；所述钻孔机构包括两个导柱、滑动件、转轴、下钻头、上钻头、转动驱动件及升降驱动件，两个所述导柱的上下两端分别固定于所述车厢的上端面及下端面，所述滑动件滑动设置于所述导柱，所述转轴竖直设置，其转动设置于所述滑动件，所述上钻头及所述下钻头分别固定于所述转轴的上下两端，所述转动驱动件与所述转轴连接、并用于驱动所述转轴转动，所述升降驱动件与所述滑动件连接、并用于驱动所述滑动件上下移动。
10、在一些实施例中，所述滑动件包括两个上滑套、上横梁、两个下滑套、下横梁、连接杆、第一轴承及第二轴承，两个所述上滑套分别滑动套设于所述两个所述导柱，所述上横梁的两端分别固定于两个所述上滑套，所述上横梁上开设有第一穿孔，两个所述下滑套分别滑动套设于所述两个所述导柱，所述下横梁的两端分别固定于两个所述下滑套，所述下横梁上开设有与所述第一穿孔同轴的第二穿孔，所述连接杆的两端分别与所述上横梁及所述下横梁固定连接，所述转轴插设于所述第一穿孔及所述第二穿孔，所述第一轴承的内圈固定套设于所述转轴，所述第一轴承的外圈与所述上横梁固定连接，所述第二轴承的内圈固定套设于所述转轴，所述第二轴承的外圈与所述下横梁固定连接。
11、在一些实施例中，所述转动驱动件包括转动驱动电机、主动齿轮及从动齿轮，所述转动驱动电机的壳体固定于所述下横梁，所述主动齿轮固定套设于所述转动驱动电机的输出轴，所述从动齿轮固定套设于所述转轴，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合；
12、所述升降驱动件包括升降驱动气缸，所述升降驱动气缸的缸体固定于所述车厢的下端面，所述升降驱动气缸的输出轴与所述上横梁固定连接。
13、在一些实施例中，所述伸缩件包括外套筒、内套筒、第一固定块、第二固定块、调节螺杆及连接轴承，所述内套筒滑动插设于所述外套筒内，所述外套筒的下端封闭并与所述下定位部固定连接，所述内套筒的上端封闭并与所述上定位部固定连接，所述内套筒的上端还开设有进料孔及排气孔，所述第一固定块固定于所述外套筒，所述第一固定块上开设有调节螺孔，所述第二固定块固定于所述内套筒，所述调节螺杆螺纹插设于所述调节螺孔内，所述连接轴承的内圈固定套设于所述调节螺杆的上端，所述连接轴承的外圈与所述第二固定块固定连接。
14、在一些实施例中，所述内套筒的上端固定有凸板，所述凸板的外缘凸出于所述内套筒的外周面；
15、所述悬挂机构包括两个平行设置的第一挂杆，所述第一挂杆经由吊杆固定于所述车厢的上端面，两个所述第一挂杆之间的距离小于所述凸板的直径，所述凸板的下端面用于与两个所述第一挂杆的上端面抵接，两个所述第一挂杆分别抵设于所述内套筒的两侧。
16、在一些实施例中，所述转移机构包括固定顶板、两个第二挂杆及两组高度调节件，所述固定顶板固定于所述车厢，两个所述第二挂杆平行设置并位于所述固定顶板的下方，两个所述第二挂杆之间的距离小于所述凸板的直径，所述凸板的下端面用于与两个所述第二挂杆的上端面抵接，两个所述第二挂杆分别抵设于所述内套筒的两侧，两组高度调节件分别与两个所述第二挂杆连接、并用于同步调节两个第二挂杆的高度，当两个所述第二挂杆的高度位于预设高度时，两个所述第二挂杆分别与两个所述第一挂杆同轴；
17、每组高度调节件均包括两个高度调节气缸及两个连接横杆，所述高度调节气缸的缸体固定于所述固定顶板，所述连接横杆的一端与对应的所述高度调节气缸的输出轴固定连接，所述连接横杆的另一端与对应的所述第二挂杆固定连接。
18、在一些实施例中，所述地下开采中的结构式充填装置还包括若干个第一千斤顶及若干个第二千斤顶，各个所述第一千斤顶的一端均固定于所述车厢的下端面，各个所述第一千斤顶的另一端用于与采空区的底面抵接，各个所述第二千斤顶的一端均固定于所述车厢的上端面，各个所述第二千斤顶的另一端用于与采空区的顶面抵接。
19、本专利技术还提供了一种地下开采中的结构式充填方法，适用于所述的地下开采中的结构式充填装置，且包括如下步骤：
20、s1、将移动机构移动至开采形成的采空区内，使钻孔机构移动到采空区内预设的结构填充位置，再通过钻孔机构分别在采空区的底面和顶面开设下定位孔及上定位孔；
21、s2、继续使移动机构向前移动，使转移机构移动至所述下定位孔的上方，并将悬挂机构上悬挂的最后端的伸缩套筒移动至转移本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种地下开采中的结构式充填装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的地下开采中的结构式充填装置，其特征在于，所述移动机构为运输车。
3.根据权利要求2所述的地下开采中的结构式充填装置，其特征在于，所述运输车的车厢的上端面及下端面上分别对应开设有上通孔及下通孔；
4.根据权利要求3所述的地下开采中的结构式充填装置，其特征在于，所述滑动件包括两个上滑套、上横梁、两个下滑套、下横梁、连接杆、第一轴承及第二轴承，两个所述上滑套分别滑动套设于所述两个所述导柱，所述上横梁的两端分别固定于两个所述上滑套，所述上横梁上开设有第一穿孔，两个所述下滑套分别滑动套设于所述两个所述导柱，所述下横梁的两端分别固定于两个所述下滑套，所述下横梁上开设有与所述第一穿孔同轴的第二穿孔，所述连接杆的两端分别与所述上横梁及所述下横梁固定连接，所述转轴插设于所述第一穿孔及所述第二穿孔，所述第一轴承的内圈固定套设于所述转轴，所述第一轴承的外圈与所述上横梁固定连接，所述第二轴承的内圈固定套设于所述转轴，所述第二轴承的外圈与所述下横梁固定连接。
5.根据权利要求4所
6.根据权利要求4所述的地下开采中的结构式充填装置，其特征在于，所述伸缩件包括外套筒、内套筒、第一固定块、第二固定块、调节螺杆及连接轴承，所述内套筒滑动插设于所述外套筒内，所述外套筒的下端封闭并与所述下定位部固定连接，所述内套筒的上端封闭并与所述上定位部固定连接，所述内套筒的上端还开设有进料孔及排气孔，所述第一固定块固定于所述外套筒，所述第一固定块上开设有调节螺孔，所述第二固定块固定于所述内套筒，所述调节螺杆螺纹插设于所述调节螺孔内，所述连接轴承的内圈固定套设于所述调节螺杆的上端，所述连接轴承的外圈与所述第二固定块固定连接。
7.根据权利要求6所述的地下开采中的结构式充填装置，其特征在于，所述内套筒的上端固定有凸板，所述凸板的外缘凸出于所述内套筒的外周面；
8.根据权利要求7所述的地下开采中的结构式充填装置，其特征在于，所述转移机构包括固定顶板、两个第二挂杆及两组高度调节件，所述固定顶板固定于所述车厢，两个所述第二挂杆平行设置并位于所述固定顶板的下方，两个所述第二挂杆之间的距离小于所述凸板的直径，所述凸板的下端面用于与两个所述第二挂杆的上端面抵接，两个所述第二挂杆分别抵设于所述内套筒的两侧，两组高度调节件分别与两个所述第二挂杆连接、并用于同步调节两个第二挂杆的高度，当两个所述第二挂杆的高度位于预设高度时，两个所述第二挂杆分别与两个所述第一挂杆同轴；
9.根据权利要求2所述的地下开采中的结构式充填装置，其特征在于，还包括若干个第一千斤顶及若干个第二千斤顶，各个所述第一千斤顶的一端均固定于所述车厢的下端面，各个所述第一千斤顶的另一端用于与采空区的底面抵接，各个所述第二千斤顶的一端均固定于所述车厢的上端面，各个所述第二千斤顶的另一端用于与采空区的顶面抵接。
10.一种地下开采中的结构式充填方法，其特征在于，适用于如权利要求1-9中任意一项所述的地下开采中的结构式充填装置，且包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种地下开采中的结构式充填装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的地下开采中的结构式充填装置，其特征在于，所述移动机构为运输车。
3.根据权利要求2所述的地下开采中的结构式充填装置，其特征在于，所述运输车的车厢的上端面及下端面上分别对应开设有上通孔及下通孔；
4.根据权利要求3所述的地下开采中的结构式充填装置，其特征在于，所述滑动件包括两个上滑套、上横梁、两个下滑套、下横梁、连接杆、第一轴承及第二轴承，两个所述上滑套分别滑动套设于所述两个所述导柱，所述上横梁的两端分别固定于两个所述上滑套，所述上横梁上开设有第一穿孔，两个所述下滑套分别滑动套设于所述两个所述导柱，所述下横梁的两端分别固定于两个所述下滑套，所述下横梁上开设有与所述第一穿孔同轴的第二穿孔，所述连接杆的两端分别与所述上横梁及所述下横梁固定连接，所述转轴插设于所述第一穿孔及所述第二穿孔，所述第一轴承的内圈固定套设于所述转轴，所述第一轴承的外圈与所述上横梁固定连接，所述第二轴承的内圈固定套设于所述转轴，所述第二轴承的外圈与所述下横梁固定连接。
5.根据权利要求4所述的地下开采中的结构式充填装置，其特征在于，所述转动驱动件包括转动驱动电机、主动齿轮及从动齿轮，所述转动驱动电机的壳体固定于所述下横梁，所述主动齿轮固定套设于所述转动驱动电机的输出轴，所述从动齿轮固定套设于所述转轴，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合；
6.根据权利要求4所述的地下开采中的结构式充填装置，其特征在于，所述伸缩件包括外套筒、内套筒、第一固定块、第二固定块、调节螺杆及连接轴承，所述内套筒滑动插设于所述外套筒内，所述外套筒的下端封闭并与所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨高天，武荣，肖彤，马炳德，
申请(专利权)人：兰州有色冶金设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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