泡沫混凝土的充填装置及其应用和泡沫混凝土充填的方法

权利要求书： 1.一种泡沫混凝土充填装置在煤矿充填中的应用，其特征在于，所述泡沫混凝土充填装置由依次连接的搅拌系统(1)、注浆泵(2)和类文丘里管发泡系统组成；所述类文丘里管发泡系统由若干个类文丘里发泡器(3)串联而成；所述泡沫混凝土充填装置的总重不超50公斤；

将泡沫混凝土干混料和水置于搅拌系统(1)中，混合后，得到水化料浆；利用注浆泵(2)将所述水化料浆输送至类文丘里管发泡系统中进行发泡，得到发泡料浆；

所述发泡料浆由类文丘里管发泡系统的出口喷出后，形成充填体；

所述泡沫混凝土干混料由胶凝材料、发泡剂和促凝激发外加剂组成；

所述胶凝材料为硫铝酸盐水泥；

所述发泡剂为表面活性剂类发泡剂；

所述促凝激发外加剂为碳酸锂；

所述泡沫混凝土干混料和水的质量比为(0.4～0.8):1；

所述充填体为闭孔泡沫体，充填体在1小时内强度大于0.3MPa，所述充填体的干密度为3

300～360kg/m。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述类文丘里发泡器(3)的管径比为(2～

3):1。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述注浆泵(2)包括螺杆泵、柱塞泵、往复式气动泵、电动泵或气动隔膜泵。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述发泡在强紊流和压风作用下实现，所述压风的压力为0.6MPa。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述发泡料浆的水化热小于60℃。

说明书： 一种泡沫混凝土的充填装置及其应用和泡沫混凝土充填的方法

技术领域[0001] 本发明涉及充填技术领域，具体涉及一种泡沫混凝土的充填装置及其应用和泡沫混凝土充填的方法。

背景技术[0002] 现有的泡沫混凝土技术在当今国内外地面建筑领域、功能型建筑制品、矿山、交通、军事等多种行业广泛使用，泡沫混凝土的制备装置、方法及原材料组成决定了其工程、

物理和力学性能及经济成本。

[0003] 现有技术的具体工艺系统如图4所示，胶凝材料、发泡剂、外加剂三者各自有独立的水化系统，各自先行入水、搅拌、发泡、水化后再泵送汇集一起搅拌、混合。所以在井下现

场工艺系统有三个分系统，分别是：在井下现场进行的水泥等主原材料现场加料，混合、加

水、搅拌成水泥基水化料浆的混合搅拌系统(见图5和图6)；在井下现场进行的发泡剂加水

形成水液膜泡沫的液体发泡系统(见图5和图6)；有的还设有在井下现场进行的多种外加剂

加水混合成液体的专用外加剂添加系统；及最后三个分系统产物复合的总搅拌系统。

[0004] 可见现有技术的泡沫混凝土制备工序复杂，且系统设备庞大、笨重，控制阀门多达十几个，总重量达数吨以上，设备尺寸最大达2900mm×1600mm×1350mm，在井下有限空间内

操作、维护十分困难，不便运输、不便安装，不利于在井下抢险救灾时快速到位、快速运转施

工(参见“泡沫混凝土充填技术与装备适用性研究”，李华等著，《山东煤炭科技》2013年第5

期)。

[0005] “矿用泡沫水泥充填机”(杜乐清著，参见《煤矿机电》1998年2月)中介绍了一种将泡沫水泥、水和空气以要求的比例配制搅拌成泡沫浆体，输送到充填地点进行快速充填的

方法，使用的是驱动电机达11千瓦的大型螺杆泵，整机外形尺寸1950mm×950mm×655mm，重

量达750kg，设备笨重庞大，其是按“回采工作面冒落空洞处理技术”的工艺要求研制的专用

设备，实践证明这并不适合煤矿井下现场实际操作。

发明内容[0006] 本发明的目的在于提供一种泡沫混凝土的充填装置及其应用和泡沫混凝土充填的方法。本发明提供的充填装置结构简单，易于日常维护，重量轻，适用于矿山井下充填工

程、防灭火及抢险救灾工程，综合成本低；另外，本发明提供的充填方法简便，能够适应快速

防灭火工作的需要，适宜推广应用。

[0007] 为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：[0008] 本发明提供了一种泡沫混凝土的充填装置，包括依次连接的搅拌系统1、注浆泵2和类文丘里管发泡系统；或者，

[0009] 包括自动下料搅拌注浆泵和类文丘里管发泡系统的组合模式；[0010] 所述类文丘里管发泡系统由若干个类文丘里发泡器3串联而成。[0011] 优选地，所述类文丘里发泡器3的管径比为(2～3):1。[0012] 优选地，所述注浆泵2包括螺杆泵、柱塞泵、往复式气动泵、电动泵或气动隔膜泵。[0013] 本发明还提供了上述技术方案所述充填装置在煤矿充填、非煤矿山充填、地面混凝土充填或干粉灭火材料的发泡充填中的应用。

[0014] 本发明还提供了采用上述技术方案所述的充填装置进行泡沫混凝土充填的方法，包括以下步骤：

[0015] 将泡沫混凝土干混料和水置于搅拌系统1中，混合后，得到水化料浆；利用注浆泵2将所述水化料浆输送至类文丘里管发泡系统中进行发泡，得到发泡料浆；或者，

[0016] 将泡沫混凝土干混料和水置于自动下料搅拌注浆泵中，得到水化料浆的同时，将所得水化料浆输送至类文丘里管发泡系统中进行发泡，得到发泡料浆；

[0017] 所述发泡料浆由类文丘里管发泡系统的出口喷出后，形成充填体。[0018] 优选地，所述泡沫混凝土干混料包括胶凝材料、发泡剂和促凝激发外加剂；[0019] 所述胶凝材料包括普通硅酸盐水泥、特种水泥和石膏中的一种或几种；[0020] 所述发泡剂为化学发泡剂或表面活性剂类发泡剂；[0021] 所述促凝激发外加剂包括碳酸锂。[0022] 优选地，所述泡沫混凝土干混料和水的质量比为(0.4～1.2):1。[0023] 优选地，所述发泡在强紊流和压风作用下实现，所述压风的压力为0.6MPa。[0024] 优选地，所述发泡料浆的水化热小于60℃。[0025] 优选地，所述充填体为闭孔泡沫体，充填体在1小时内强度大于0.3MPa，所述充填3

体的干密度为300～360kg/m。

[0026] 本发明提供了一种泡沫混凝土的充填装置，包括依次连接的搅拌系统1、注浆泵2和类文丘里管发泡系统；或者，包括在空间允许条件下使用的自动下料搅拌注浆泵和类文

丘里管发泡系统的组合模式；所述类文丘里管发泡系统由若干个类文丘里发泡器3串联而

成。本发明提供的充填装置结构简单，易于日常维护；本发明采用若干个类文丘里发泡器3

串联提高充填体的发泡效果，总重量不大于50公斤。采用本发明提供的装置产生的充填体

在1小时内强度大于0.3MPa，发热温度低于60℃，耐热800～1000℃，能够满足井下防灭火和

动压冲击区抢险救灾的需求。

[0027] 采用本发明提供的充填装置无需另行购置新的特种注浆泵等大型设备，使用的管路、设备、器材远远少于现有技术的装置，操作人员仅需2～3人，比现有技术中少4～5人，设

备日常维护量下降95％，显著降低了操作成本。

[0028] 本发明提供的充填装置能够用于矿山井下充填工程、防灭火及抢险救灾工程，综合成本低；所述充填装置可在煤矿充填、非煤矿山充填、地面混凝土充填或干粉灭火材料充

填中应用。

[0029] 本发明提供了一种泡沫混凝土干混料的充填方法，包括以下步骤：将泡沫混凝土干混料和水置于搅拌系统1中，混合后，得到水化料浆；利用注浆泵2将所述水化料浆输送至

类文丘里管发泡系统中进行发泡，得到发泡料浆；或者，在空间允许条件下将泡沫混凝土干

混料和水置于自动下料搅拌注浆泵中，得到水化料浆的同时，将所得水化料浆输送至类文

丘里管发泡系统中进行发泡，得到发泡料浆；所述发泡料浆由类文丘里管发泡系统的出口

喷出后，形成充填体。

[0030] 本发明使用泡沫混凝土干混料和水混合得到水化料浆，没有单独的水发泡、混泡和外加剂水化工序，简化了制备工艺；本发明采用类文丘里管发泡系统进行干式发泡，取消

了现有技术中液体发泡剂必须先通过专门发泡装置水化发泡再输送泡沫到水泥浆中再搅

拌的复杂过程，大幅度简化了工序，得到的发泡料浆泡沫完整、强度高，料浆发泡效果优于

现有技术中的液化发泡，确保了最后喷出的充填体性能的稳定及设计效果，适合市面上多

种泡沫混凝土的充填需要，得到的充填体环保、无毒无污染、不自燃、不助燃。

[0031] 有益效果：[0032] 1、本发明相对现有技术的充填装置更加简约、设备总量少而轻，总重不超50公斤，搬运拆装十分方便，工作可靠，实用效果好，非常适合矿上井下有限空间及井下抢险救灾的

刚需；快速到位、快速运转、防灭火效果好、动压区充填效果好、见效快，综合成本低。

[0033] 2、本发明制备方法产出的充填料在工程性能上全面超出现有技术的产品性能，主要表现在：

[0034] (1)产品喷出后初凝时间可调为6～10分钟，初凝与终凝的时间差可控制在20～30分钟之内，此性能十分适合煤矿井下不同抢险救灾场合对初凝和终凝的不同要求，利于精

准施工救灾，效果好；

[0035] (2)产品喷出后终凝前渗透性好、粘附性强，进入岩体后一小时强度可达0.3MPa，非常适合煤岩体裂隙多及抢险救灾时使用；

[0036] (3)本发明制备方法产出的充填料干密度适中(300～360公斤/立方)，这种密度产品是普通硅酸盐水泥泡沫混凝土一般很难达到的，既有强度又有轻质的优势，是煤矿井下

充填难得的工程性能，进入岩体裂隙后可柔性承压随岩体移动而不碎裂，从而可大量吸收

岩体所受动压冲击能量，有利于适应动压冲击区及抢险救灾；

[0037] (4)本发明制备的充填料热稳定温度为800～1000℃，耐烧2h以上，能更好适应防治煤矿井下自然火灾的需要；

[0038] (5)本发明料浆水化热≤60℃，且很稳定，生产、喷注反应过程对环境无污染、无异味；

[0039] (6)本发明充填1立方空间仅需干粉混合料100～120kg，即1吨干混单料可充8～3

10m 空间，用时仅6～8分钟，充填用料少、充填效率明显高于现有技术，使用成本相当于聚

氨酯类高分子充填材料的三分之一。

附图说明[0040] 图1为本发明提供的充填装置示意图；[0041] 图2为本发明提供的充填装置中使用的类文丘里发泡器3结构示意图；[0042] 图3为本发明提供的由自动下料搅拌注浆泵与类文丘里管发泡系统组成的充填装置示意图；

[0043] 图4为现有技术中泡沫及充填料井下现场制备方法流程图；[0044] 图5为现有技术中水泥基水化料浆的混合搅拌系统示意图；[0045] 图6为现有技术中水液膜泡沫的液体发泡系统示意图；[0046] 图7为实施例4中某煤矿1315掘进轨道顺槽冒落区的充填示意图；[0047] 其中，1为搅拌系统，1?1为叶轮，1?2为小型皮带托滚，1?3为麻花钻杆尾部；2为注浆泵；3为类文丘里发泡器，3?1为压风管；4?小料斗；5?大料斗，6?入水口，7?水料混合斗，8?

螺杆干粉下料器，9?差速器，10?螺杆泵，11?电机。

具体实施方式[0048] 本发明提供了一种泡沫混凝土的充填装置，包括依次连接的搅拌系统1、注浆泵2和类文丘里管发泡系统；或者，

[0049] 包括在空间允许条件下使用的自动下料搅拌注浆泵和类文丘里管发泡系统的组合模式；

[0050] 所述类文丘里管发泡系统由若干个类文丘里发泡器3串联而成。[0051] 本发明提供的泡沫混凝土的充填装置，如图1所示，包括依次连接的搅拌系统1、注浆泵2和类文丘里管发泡系统；所述类文丘里管发泡系统由若干个类文丘里发泡器3串联而

成。这个装置系统是本发明要重点保护的装置，在采用气动隔膜泵的条件下，该充填装置总

重不超50公斤，搬运拆装十分方便，工作可靠，实用效果好，非常适合应用于井下有限空间

内的抢险救灾。

[0052] 本发明提供的充填装置包括搅拌系统1。在本发明中，所述搅拌系统1用于混合泡沫混凝土干混料和水。在本发明的具体实施例中，所述搅拌系统1优选为带半自动搅拌装置

的搅拌混合桶，所述搅拌混合桶优选包括叶轮1?1、小型皮带托滚1?2和麻花钻杆尾部1?3。

[0053] 本发明提供的充填装置包括与所述搅拌系统1的出口连通的注浆泵2。在本发明中，所述注浆泵2提供泵压将搅拌系统1混合好的水化料浆输送至类文丘里管发泡系统中。

在本发明中，所述泵压优选为0.6MPa。在本发明中，所述注浆泵2优选包括螺杆泵、柱塞泵、

往复式气动泵、电动泵或气动隔膜泵，更优选为气动隔膜泵；所述气动隔膜泵的重量优选为

18～30kg。本发明采用的气动隔膜泵易于搬移，拆装方便快捷。

[0054] 本发明提供的充填装置包括与所述注浆泵2的出口连通的类文丘里管发泡系统。在本发明中，所述类文丘里管发泡系统用于使料浆发泡。在本发明中，所述类文丘里管发泡

系统由若干个类文丘里发泡器3串联而成。在本发明中，所述类文丘里发泡器3的管径比优

选为(2～3):1；所述类文丘里发泡器3的长度优选为1.2～1.5m；重量优选为3kg。本发明提

供的类文丘里发泡器3优选设置有压风管3?1。

[0055] 作为本发明的一个具体实施例，所述充填装置仅由上述搅拌系统1、注浆泵2和类文丘里管发泡系统组成，相比于传统的充填装置，本发明提供的充填装置结构简单，设置合

理，更加轻便，总重量不超过50kg，适用于冲击地压区域及空间狭小、运输不便地区使用，这

是本发明重点保护的装置系统和思路。

[0056] 在空间允许条件下，本发明提供的泡沫混凝土的充填装置，如图3所示，包括自动下料搅拌注浆泵和类文丘里管发泡系统；所述类文丘里管发泡系统由若干个类文丘里发泡

器3串联而成。图3所述装置适用于在空间允许的条件下使用。

[0057] 本发明提供的充填装置包括自动下料搅拌注浆泵，所述自动下料搅拌注浆泵优选包括料斗、入水口和螺杆泵。作为本发明的一个实施例，所述自动下料搅拌注浆泵包括小料

斗4、大料斗5、入水口6、水料混合斗7、螺杆干粉下料器8、差速器9、螺杆泵10和电机11。所述

自动下料搅拌注浆泵中各部件的连接关系见图3，泡沫混凝土干混料根据不同的水灰比通

过大料斗5或者小料斗4经过螺杆干粉下料器8下到水料混合斗7中，同时相应的水也进入水

料混合斗7中，并自行进入电机驱动的螺杆泵10的螺杆搅拌棍中完成下料、搅拌、混合和输

送的过程。

[0058] 本发明还提供了上述技术方案所述充填装置在煤矿充填、非煤矿山充填、地面混凝土充填或干粉灭火材料充填中的应用。

[0059] 本发明提供了一种泡沫混凝土干混料的充填方法，包括以下步骤：[0060] 将泡沫混凝土干混料和水置于搅拌系统1中，混合后，得到水化料浆；利用注浆泵2将所述水化料浆输送至类文丘里管发泡系统中进行发泡，得到发泡料浆；所述发泡料浆由

类文丘里管发泡系统的出口喷出后，形成充填体。

[0061] 本发明将泡沫混凝土干混料和水置于搅拌系统1中，混合后，得到水化料浆。在本发明中，所述泡沫混凝土干混料优选包括胶凝材料、发泡剂和促凝激发外加剂。

[0062] 在本发明中，所述胶凝材料优选包括普通硅酸盐水泥、特种水泥和石膏中的一种或几种，更优选为硫铝酸盐水泥。本发明使用硫铝酸盐水泥，为此种水泥在煤矿井下充填领

域大量商品化使用开辟了新的市场。

[0063] 在本发明中，所述发泡剂优选为化学发泡剂或表面活性剂类发泡剂；所述表面活性剂类发泡剂优选包括松香类发泡剂、植物类发泡剂或动物蛋白质类发泡剂，更优选为茶

皂素型蛋白类发泡剂或皂角苷型蛋白类发泡剂；所述促凝激发外加剂优选为碳酸锂。

[0064] 在本发明中，所述泡沫混凝土干混料和水的质量比优选为(0.4～1.2):1，更优选为(0.6～0.8)：1。在本发明中，所述混合过程具体优选为先将泡沫混凝土干混料混合均匀，

得到干混料，然后将所述干混料与水在搅拌系统1中进行混合。本发明对所述混合的具体参

数没有特殊的限定，采用本领域所熟知的混合参数即可。在本发明的具体实施例中，1吨泡

3 3

沫混凝土可填充井下8～10m空间，即井下充填1m空间仅需100～120kg泡沫混凝土。

[0065] 得到水化料浆后，本发明利用注浆泵2(优选为气动隔膜泵)将所述水化料浆输送至类文丘里管发泡系统中进行发泡，得到发泡料浆。

[0066] 本发明还提供了另一种得到发泡料浆的方法，包括以下步骤：在空间允许的条件下将泡沫混凝土干混料和水置于自动下料搅拌注浆泵中，得到水化料浆的同时，将所得水

化料浆输送至类文丘里管发泡系统中进行发泡，得到发泡料浆。

[0067] 作为本发明的实施例，所述将泡沫混凝土干混料和水置于自动下料搅拌注浆泵中，得到水化料浆的同时，将所得水化料浆输送至类文丘里管发泡系统中的具体过程优选

为：将泡沫混凝土干混料置于小料斗4或大料斗5中，在螺杆干粉下料器8和差速器9的作用

下进入水料混合斗7中，水由入水口6进入水料混合斗7中，泡沫混凝土干混料和水在水料混

合斗7中进行初步混合，得到初混料；将所得初混料置于螺杆泵10中进行二次混合，得到水

化料浆；在电机11的作用下，所得水化料浆输送至类文丘里管发泡系统中。

[0068] 在本发明中，所述发泡优选在类文丘里发泡系统强紊流和压风的共同作用下实现，所述压风的压力优选为0.6MPa。在本发明中，提供所述压风作用的气体优选为氮气、二

氧化碳或空气；本发明在强紊流及压风的共同作用下，水化料浆或水化料浆中的水液膜泡

沫被吹制成雾滴状水液膜泡沫，泡沫损伤小；料浆成分及结构经过高强度快速化学激发、结

晶诱导等效应，水泥晶体结构变得致密和细小，分布更加均匀；在类文丘里管发泡系统中水

化料浆与泡沫进一步均匀混合，料浆空间结构更合理且泡沫损伤小，气固界面的料浆泡沫

快速成型定位，固结硬化过程缩短，有利于料浆内化学激发反应的进行，合格的发泡料浆从

类文丘里管发泡系统出口通过最后一段管路喷出，此时的水泥石总孔体积减少、结构更加

致密，实现了设计的要求，形成合格的充填体，完成全部作业过程。

[0069] 在本发明中，所述发泡料浆的水化热优选小于60℃，且很稳定，生产、喷注及化学反应过程对环境无污染、无异味；发泡料浆喷出后终凝前附着力强，渗透性好，1小时内充填

体抗压强度可升至0.3～0.5MPa。

[0070] 在本发明中，所述发泡料浆喷出后优选在6～20min初凝，更优选为6～10min或10～20min；所述发泡料浆优选在30～90min之间终凝，形成充填体。采用本发明提供的充填方

法用于煤矿井下抢险救灾，从设备管路安装、铺设至正常运转喷出第一批发泡料浆只需8～

10min，适应抢险救灾快速到位，快捷见效的刚性需求。

[0071] 在本发明中，所述充填体优选为闭孔泡沫体，所述充填体的干密度优选为300～3

360kg/m 。采用本发明充填方法得到的充填体能够两年不沉降、不破裂风化，充填体热稳定

性好，热稳定温度高达800～1000℃，耐烧2h以上，能更好地适应防治煤矿自然火灾的需要。

[0072] 下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实

施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属

于本发明保护的范围。

[0073] 实施例1[0074] 本实施例提供的充填装置如图1所示，由依次连接的搅拌混合桶、气动隔膜泵和类文丘里发泡器3组成；所述搅拌混合桶还设置有叶轮1?1、小型皮带托滚1?2和麻花钻杆尾部

1?3；所述类文丘里发泡器3如图2所示，还设置有压风管3?1；

[0075] 当进行泡沫混凝土的充填时，将胶凝材料、发泡剂和促凝激发外加剂混合均匀，得到泡沫混凝土干混料，将所述泡沫混凝土干混料与水在搅拌混合桶中进行混合，得到水化

料浆；利用气动隔膜泵将所述水化料浆输送至类文丘里发泡器3中进行发泡，得到发泡料

浆；所述发泡料浆喷出后，形成充填体。

[0076] 实施例2[0077] 本实施例提供的充填装置如图3所示，由小料斗4、大料斗5、入水口6、水料混合斗7、螺杆干粉下料器8、差速器9、螺杆泵10和电机11组成；所述类文丘里发泡器3如图2所示，

还设置有压风管3?1；

[0078] 当进行泡沫混凝土的充填时，将泡沫混凝土干混料置于小料斗4或大料斗5中，在螺杆干粉下料器8和差速器9的作用下进入水料混合斗7中，水由入水口6进入水料混合斗7

中，泡沫混凝土干混料和水在水料混合斗7中进行初步混合，得到初混料；将所得初混料置

于螺杆泵10中进行二次混合，得到水化料浆；在电机11的作用下，所得水化料浆输送至类文

丘里管发泡系统中进行发泡，得到发泡料浆；所述发泡料浆喷出后，形成充填体。

[0079] 应用例1[0080] 某矿21201工作面进风巷为综放工作面回采巷道，顶煤厚，在掘进期间动压明显，多处出现冒顶，造成顶板存在大量破碎煤体，出现自燃发火征兆；后采取喷浆封闭注浆灭

火，但工作面回采期间，高温点多处出现复燃现象并呈发展趋势，严重影响工作面安全生

产；虽然采取了插管洒水注浆等措施，但仍未能彻底根除隐患。为彻底消除这一高温火点，

采取了本发明实施例1提供的充填装置及充填方法，在该巷道高温点处打灭火钻孔，压注泡

3

沫混凝土，每孔压注量为3～4m ；经过实施后，一氧化碳气体迅速消失，煤体温度降到24～

25℃，没有出现复燃现象，保障了工作面的正常生产。

[0081] 矿方结论：该套充填设备和充填方法简单，用料运输方便，能够适应快速防灭火工作的需要，该技术对空顶区充填、堵漏风等具有较好的效果，在自燃发火矿井值得推广。

[0082] 应用例2[0083] 某矿4303轨顺的板墙内临时密闭以及4304皮顺双墙密闭内充填采用了本发明提供的充填装置及充填方法，效果十分理想；没有充填之前检测采空区氧气含量为4.6％，充

填之后氧气含量为0.95％，指标完全达到密闭要求。

[0084] 经在矿方现场实际使用认为本发明提供的充填装置及充填方法具有以下优点：(1)材料无毒副作用，工人无需戴防毒口罩；(2)工艺简单，操作方便；(3)无须使用专用设

备，现场使用一台气动隔膜泵或者TBW50/15泥浆泵配合压风即可使用；(4)材料成型后有一

定强度且柔性承压，不易开裂，密闭效果好；(5)在充填过程中，LFM轻型充填材料发热值很

低，最多不超过60℃；(6)使用成本低，质量可靠，相同体积的条件下泡沫混凝土的使用成本

是高分子充填材料的三分之一左右。

[0085] 应用例3[0086] 某矿对3304采空区、4312溜煤眼、1307采空区进行封闭充填，采用本发明提供的充填装置及充填方法充填泡沫混凝土，3304采空区、4312溜煤眼和1307采空区中共充填

3 3

244m，溜煤眼内共充填120m。

[0087] 处理范围：(1)高冒空洞及瓦斯钻场废弃空间的充填；(2)工作面撤架启封工作面正常回采进回风端头的配合充填；(3)各种废巷、老硐室、溜煤眼、空穴的充填和工作面架间

架后充填，隔断漏风通道，防止瓦斯聚集。

[0088] 采用本发明提供的充填装置及充填方法制得的充填体在保持强度和具有一定柔性承压能力的基础上，充填效率高；材料成型后重量轻，充填过程中无需另行购置专用设

备；能够有效地完成有煤自燃隐患和瓦斯矿井的充填、密封、堵漏等诸多任务，完全可替代

现有的高分子充填加固材料，使用成本是高分子充填加固材料的20～40％。

[0089] 应用例4[0090] 某煤矿1315掘进轨道顺槽施工至11#导线点前32m位置时巷道顶板破碎(巷道角度3

仰角28°)，放炮后导致巷道超前冒落，冒落高度约3～6m，预测空间约130～140m ，如图7所

示。

[0091] 早期矿方考虑用常规注水泥浆方法，但此法由于水泥不能发泡注浆效率低，不但劳动量大，工期长，而且浆液流动性大，很难接顶，所以该方案最终未被采取；而对于发泡效

率稍高的聚氨酯类充填材料，因为聚氨酯类充填材料自身不具备阻燃能力，再加上材料自

热反应温度高，易产生发火隐患，价格昂贵；更为重要的是由于轨顺巷道角度较大，运输条

件各方面都很不方便；最终矿方经过综合考虑后选择本发明实施例2提供的充填装置及充

填方法，如图3所示，圆满地解决了问题，施工方法如下：

[0092] (1)距冒落区左右两帮1～1.5m位置各施工1个钻孔，两个钻孔之间按走向间距均匀再施工2个钻孔，共计4个；

[0093] (2)对于巷道左右帮与冒落区间隙位置使用编织袋装入煤块形成临时密闭墙进行封堵，剩余裂隙使用旧风筒布进行封堵，防止注浆过程中漏浆；

[0094] (3)利用布置好的注浆钻孔，使用泡沫混凝土先对贴近左右两邦的两个钻孔进行同时注浆，注浆泵2使用英格索兰ARO系列1.5金属气动隔膜泵；

[0095] (4)注浆过程中出现漏浆现象就停注30min，之后改换中间两个注浆孔，依次交替直至注到浆液从非注浆孔窜孔出浆。

[0096] 工程使用泡沫混凝土180m3，充填完成后，用挖掘设备紧接着对于充填部位进行挖掘、架棚和支护，挖掘过程中发现充填体和夸落的碎煤体以及煤壁、顶板粘合紧密，没有出

现充填体碎裂脱离煤壁和顶板的现象，快速完成了冒落充填再挖掘架棚支护成巷的全过

程，高效快速，受到矿方的高度评价。

[0097] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应

视为本发明的保护范围。