CN105736046A - 煤矿井下密闭墙体及其构筑方法 - Google Patents
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Abstract
本发明煤矿井下密闭墙体及其构筑方法涉及煤矿安全技术领域。其目的是为了提供一种成型快、质量好、维护成本低的煤矿井下密闭墙体及其构筑方法。本发明煤矿井下密闭墙体，包括充填袋体，所述充填袋体的左右的宽度和上下的高度略大于要密闭的巷道的宽度和高度，充填袋体垂直于巷道长度方向的前后侧面的上部开设有注浆口，充填袋体的内部为填充腔，填充材料经注浆口进入填充腔形成填充实体，充填袋体外部四周和前后侧面上均设置有多条拉筋，充填袋体顶部和左右两个侧面外侧设置有绑绳。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿安全技术领域，特别是涉及一种用于封闭煤矿井下矿道的密闭墙体及其构筑方法。
背景技术
临时密闭是煤矿通风控制的一项关键技术，应用于井下各巷道掘进、各采面布置和一切生产作业等对通风控制或瓦斯管理有要求的场合。工作人员需要及时、快速地在密闭地点构筑挡风墙，以改变通风路径或是控制瓦斯浓度。在施工时，要求临时密闭结构能够快速构筑、且具有优异的密封密闭性能，即使围岩变形也不得漏风，同时具有高度的安全性等技术要求。因此，及时、快速地构筑临时密闭结构是直接关系到井下一切安全作业的重要环节。
以前国内构筑临时密闭主要采用构筑三七或四八砖墙，在砖墙框架间充填黄土、木点柱框架表面贴风筒布、木点柱框架或砖墙框架内部充填酚醛树脂高分子发泡充填材料等手段。缺点是要么密闭构筑费时、费力，且密闭效果不理想，容易在井下动压下出现漏风问题；要么是材料毒性大(如目前国内市场上使用的酚醛树脂高分子发泡充填材料含有较大量的游离甲醛和苯酚，固化反应时会释放较大的甲醛和苯酚，给井下作业人员造成较大的伤害)、材料具有较大的危险性(酚醛树脂高分子发泡充填材料其固化剂是强酸液体，是高危险品，在材料运输、使用中都存在较大的危险性)、材料使用不方便(材料的储存有效期时间很短，常温不过3个月即失效，对材料生产供应商和矿上储存都带来较大的浪费)。这些密闭技术都在不同程度上给煤矿井下安全生产带来较大的隐患。
现有的密闭墙放弃了砖墙，而多采用混凝土墙，如中国发明专利CN102777208A中公开了一种矿用防冲击密闭墙的施工方法，在需要密闭的巷道前后两侧各设置一道木板墙，两侧木板墙之间采用钢筋和钢丝连接成笼状结构，最后在笼状结构中充满泡沫混凝土，形成密闭墙。这种密闭墙虽然解决了材料有毒性的缺点，也比修筑砖墙省时省力，但仍然需要在巷道内人工设置前后两道木板墙，花费了额外的人力物力，也延长了成墙时间。而且木板墙与巷道四周的内壁之间会留有空隙，灌注的泡沫混凝土也无法保证与巷道四周，尤其是巷道顶部的密闭性，容易漏风和泄露瓦斯，增加了维护成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种成型快、质量好、维护成本低的煤矿井下密闭墙体及其构筑方法。
本发明煤矿井下密闭墙体，包括充填袋体，所述充填袋体的左右的宽度和上下的高度略大于要密闭的巷道的宽度和高度，充填袋体垂直于巷道长度方向的前后侧面的上部开设有注浆口，充填袋体的内部为填充腔，填充材料经注浆口进入填充腔形成填充实体，充填袋体外部四周和前后侧面上均设置有多条拉筋，充填袋体顶部和左右两个侧面外侧设置有绑绳。
本发明煤矿井下密闭墙体，其中所述拉筋在水平方向和竖直方向交错设置形成网格结构。
本发明煤矿井下密闭墙体，其中所述拉筋选用高强度尼龙材料。
本发明煤矿井下密闭墙体，其中所述充填袋体顶部开设有若干个排气口。
本发明煤矿井下密闭墙体，其中所述填充材料选用高水材料、低温聚氨酯充填泡沫或水泥强度大于0.4MPa的泡沫水泥。
本发明煤矿井下密闭墙体，其中所述充填袋体选用矿用阻燃帆布。
本发明煤矿井下密闭墙体的构筑方法，其中包括以下步骤：
1)选取充填袋体，所述充填袋体左右的宽度和上下的高度略大于要密闭的巷道的宽度和高度；
2)固定充填袋体，将充填袋体的顶部和左右两侧的绑绳分别捆绑在巷道的顶板和两个侧壁上；
3)固定拉筋，用铁丝将充填袋体上的拉筋分别捆绑在巷道的顶板和侧壁上；
4)连接管路，将注浆口与注浆管路连接，注浆管路的另一端连接有充填设备；
5)开始灌注，启动注浆设备，向充填袋体内充入填充材料，灌注过程中，保持充填袋体顶部与巷道顶板之间相接触。
本发明煤矿井下密闭墙体的构筑方法，其中进行步骤5)时，先充满填充腔的左右两侧，后充满填充腔的中部。
本发明煤矿井下密闭墙体的构筑方法，其中所述填充材料为发泡水泥、高水材料或低温聚氨酯充填泡沫，所述发泡水泥的注浆设备为螺杆式注浆泵，所述高水材料对应的注浆设备为泥浆泵，所述低温聚氨酯充填泡沫对应的注浆设备为气动多功能注浆泵。
本发明煤矿井下密闭墙体的构筑方法，其中所述泡沫水泥的强度大于0.4MPa。
本发明煤矿井下密闭墙体与现有技术不同之处在于本发明煤矿井下密闭墙体省去了传统的砖墙和木板墙结构，采用充填袋体盛装灌注的填充材料，并在充填袋体外部四周设置有拉筋。拉筋可以很好的辅助充填袋体成型，便于填充材料快速填充并形成所需形状的墙体，也增强了密闭墙体的强度。充填袋体的左右宽度和上下高度分别高于巷道的宽度和高度，且充填袋体的左右和顶部均通过绑绳固定在巷道上。在灌注过程中，当填充材料充满充填袋体时，充填袋体可以更好的与巷道侧壁和顶部接触，形成良好的密闭环境，即使巷道或成型后的密闭墙体发生轻微的变形，也可以有效减小漏风和泄露瓦斯情况的发生，降低了维护成本。
下面结合附图对本发明的煤矿井下密闭墙体及其构筑方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明煤矿井下密闭墙体的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明煤矿井下密闭墙体包括充填袋体1，充填袋体1的材料为矿用阻燃帆布，形状根据巷道的形状可以为矩形或者梯形。充填袋体1的厚度为80～100cm，其左右的宽度和上下的高度分别比要密闭的巷道的宽度和高度大10～20cm，保证充填袋体1能够充分与巷道相接触。充填袋体1垂直于巷道长度方向的前后侧面的上部开设有注浆口5。充填袋体1的内部为填充腔，填充材料经注浆口5进入填充腔形成填充实体，填充材料选用泡沫水泥，泡沫水泥强度在0.4MPa以上，凝结时间3～5min，可快速成型，从而减少材料本身对充填袋体1的侧压力，避免涨袋风险，泡沫水泥对应的充填设备为螺杆式注浆泵。填充材料与可以选用高水材料或者低温聚氨酯充填泡沫。当选用高水材料时，高水材料的型号和参数参照中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会制定的标准MT/T420-1995，高水材料对应的注浆设备选用泥浆泵；选用低温聚氨酯充填泡沫时，对应的注浆设备选用气动多功能注浆泵。填充材料在固化后成型后，具有缓冲作用，在矿压作用下不开裂，能有效保证墙体的密闭性能，防止漏风和瓦斯渗漏。充填袋体1外部四周和前后侧面上均设置有多条拉筋2，拉筋2选用高强度尼龙材料。拉筋2在水平方向和竖直方向交错设置形成网格结构。拉筋2的作用主要是限制灌注时充填袋体1的体积，增强充填袋体1束缚强度，防止填充材料对充填袋体1的压力过大而造成破袋。充填袋体1顶部和左右两个侧面外侧设置有绑绳3，用于与巷道的顶部和侧壁连接，固定充填袋体1的位置。充填袋体1顶部开设有若干个排气口4，灌注过程中，充填袋体1内部的气体经过排气口4排出，防止鼓袋现象的发生。
本发明煤矿井下密闭墙体的构筑方法，包括以下步骤：
1)选取尺寸合适的充填袋体1，保证充填袋体1左右的宽度和上下的高度分别比要密闭的巷道的宽度和高度大10～20cm；
2)固定充填袋体1，将充填袋体1的顶部和左右两侧的绑绳3分别捆绑在巷道的顶板和两个侧壁上，保证充填袋体1与巷道充分接触；
3)固定拉筋2，用铁丝将充填袋体1上的拉筋2分别捆绑在巷道的顶板和侧壁上，用于固定充填袋体1，充填袋体1外部也可以用单体支柱和钢筋网围栏进一步加固，且单体支柱和钢筋网围栏在灌注完毕可拆卸除去；
4)连接管路，将注浆口5与注浆管路连接，注浆管路选用矿用高压胶管，直径为32mm，耐压大于10MPa，注浆管路的另一端连接有螺杆式注浆泵；
5)开始灌注，启动注浆设备，向填充腔充入填充材料，灌注过程中，先充满填充腔的左右两侧，后充满填充腔的中部，且保持充填袋体1顶部与巷道顶板之间相接触，如果充填袋体1有褶皱、被填充材料压褶或者下拉明显时，需及时拉扯充填袋体1进行调整，防止充填袋体1与巷道间隔较大，产生间隙。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种煤矿井下密闭墙体，其特征在于：包括充填袋体，所述充填袋体的左右的宽度和上下的高度略大于要密闭的巷道的宽度和高度，充填袋体垂直于巷道长度方向的前后侧面的上部开设有注浆口，充填袋体内部为填充腔，填充材料经注浆口进入填充腔形成填充实体，充填袋体外部四周和前后侧面上均设置有多条拉筋，充填袋体顶部和左右两个侧面外侧设置有绑绳。
2.根据权利要求1所述的煤矿井下密闭墙体，其特征在于：所述拉筋在水平方向和竖直方向交错设置形成网格结构。
3.根据权利要求1或2所述的煤矿井下密闭墙体，其特征在于：所述拉筋选用高强度尼龙材料。
4.根据权利要求1所述的煤矿井下密闭墙体，其特征在于：所述充填袋体顶部开设有若干个排气口。
5.根据权利要求1所述的煤矿井下密闭墙体，其特征在于：所述填充材料选用高水材料、低温聚氨酯充填泡沫或水泥强度大于0.4MPa的泡沫水泥。
6.根据权利要求1所述的煤矿井下密闭墙体，其特征在于：所述充填袋体选用矿用阻燃帆布。
7.一种煤矿井下密闭墙体的构筑方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)选取充填袋体，所述充填袋体左右的宽度和上下的高度略大于要密闭的巷道的宽度和高度；
2)固定充填袋体，将充填袋体的顶部和左右两侧的绑绳分别捆绑在巷道的顶板和两个侧壁上；
3)固定拉筋，用铁丝将充填袋体上的拉筋分别捆绑在巷道的顶板和侧壁上；
4)连接管路，将注浆口与注浆管路连接，注浆管路的另一端连接有充填设备；
5)开始灌注，启动注浆设备，向充填袋体内充入填充材料，灌注过程中，保持充填袋体顶部与巷道顶板之间相接触。
8.根据权利要求7所述的煤矿井下密闭墙体的构筑方法，其特征在于：进行步骤5)时，先充满填充腔的左右两侧，后充满填充腔的中部。
9.根据权利要求7所述的煤矿井下密闭墙体的构筑方法，其特征在于：所述填充材料为发泡水泥、高水材料或低温聚氨酯充填泡沫，所述发泡水泥的注浆设备为螺杆式注浆泵，所述高水材料对应的注浆设备为泥浆泵，所述低温聚氨酯充填泡沫对应的注浆设备为气动多功能注浆泵。
10.根据权利要求9所述的煤矿井下密闭墙体的构筑方法，其特征在于：所述泡沫水泥的强度大于0.4MPa。
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