CN106050302A - 一种煤矿永久密闭墙构筑系统及方法 - Google Patents
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Abstract
密闭墙是煤矿通风的主要设施之一，主要起隔离和封闭作用，在井下使用非常广泛，目前已形成了喷浆混凝土、砖石等多种密闭墙形式。目前砖石结构及混凝土密闭墙应用较多，该种形式密闭墙实践技术经验丰富，被广大设计人员熟知，但其存在工艺复杂，工人劳动强度大，构筑速度慢、材料运输任务繁重且材料浪费现象严重等缺点，此外其形成的刚性墙体没有缓冲能力，受动压影响容易开裂失效。特别是煤矿永久密闭墙，其服务时期较长，在长期承载情况下不仅刚性密闭墙本身很容易破坏失效，而且其周围岩层也很容易破坏产生裂隙，形成漏风通道而失效，失效后返修较为麻烦且安全隐患较多。故本发明提出了一种煤矿永久密闭墙构筑系统及方法，该技术方案具有工艺简单，施工速度快，适应性强，成本低，可靠性高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿密闭墙构筑技术领域，特别是涉及一种煤矿永久密闭墙构筑系统及方法。
背景技术
密闭墙是煤矿通风的主要设施之一，主要起隔离和封闭作用，在井下使用非常广泛，目前已形成了喷浆混凝土、砖石等多种密闭墙形式。目前砖石结构及混凝土密闭墙应用较多，该种形式密闭墙实践技术经验丰富，被广大设计人员熟知，但其存在工艺复杂，工人劳动强度大，构筑速度慢、材料运输任务繁重且材料浪费现象严重，此外其形成的刚性墙体没有缓冲能力，受动压影响容易开裂失效，特别是煤矿永久密闭墙，其服务时期较长，在长期承载情况下，不仅刚性密闭墙本身容易发生破坏，而且其周围岩层也很容易破坏产生裂隙，形成漏风通道而失效，失效后返修较为麻烦且安全隐患较多。故本发明提出了一种煤矿永久密闭墙构筑系统及方法，该技术方案具有工艺简单，施工速度快，适应性强，成本低且可靠性高等优点。随着煤矿高产高效生产技术及装备的进一步推广应用，工作面推进速度较以往有了大幅度提高，日推进速度可达10m以上。在这种情况下，传统的密闭墙构筑工艺已满足不了新形势下生产需要，亟待一种快速、高效、安全、低成本、可靠性高的密闭墙构筑系统及方法。
本发明可以解决上述问题，通过本构筑系统及方法可以快速形成以柔模袋充填体为核心的闭墙结构；该闭墙充填材料凝固速度快，可压缩性好，具备良好的让压性，长期稳定性好，可以很好规避刚性闭墙构筑效率差，容易开裂破坏等问题；而且该闭墙结构存在注浆修复系统，能够对闭墙周围岩层进行注浆修复，可以最大程度上保证闭墙长期安全服务；此外，本构筑方法机械化程度高，不需要工人繁重的体力劳动。与传统的砖石及混凝土闭墙构筑技术相比，本技术方案具有机械化程度高，工艺简单，构筑速度快，成本低，稳定性好，可靠性高等优点。
发明内容
本发明基于现有技术中对煤矿密闭墙构筑效率差、成本高，工艺复杂，长期稳定性差，工人劳动强度高等问题，提出了一种煤矿永久密闭墙构筑系统及方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案，其步骤为：
1）预留注浆孔；对建模范围内横川的帮部及底部掏槽处理，处理顶部网兜；采用钻机在两帮及顶板打注浆孔；
2）吊挂柔模袋；将柔模袋（1）吊挂平直，在帮部及顶板锚杆和锚索部位，刺破柔模袋，将锚杆和锚索穿入袋内，然后要用铁丝扎紧；吊挂完成后，将柔模袋下部四边富裕部分往袋体内折叠；
3）安装注浆钢管；通过注浆孔安装顶板及两帮注浆钢管（5），在钻孔外注浆钢管端头安装直角弯头，使注浆钢管穿过柔模袋并引出柔模袋外；
4）安设补强装置；在柔模袋内部安装对拉钢筋（4）；在柔模袋外部依次安装钢筋网（3）、木板（2）、支柱；
5）充填灌注；采用充填设备向柔模袋内灌注一种无机双液速凝材料；
6）注浆封堵；加强日常监测，如果有采空区有害气体泄漏情况，直接利用注浆钢管（5）对密闭墙周围煤岩体进行注浆封堵。
进一步，所述的柔模袋（1）无底，内部加工有注浆钢管及对拉钢筋袖口，在上部开有浆液灌注口。
进一步，所述的注管钢管为四分管或六分管，管体开有射浆孔，孔径为5~10mm，管端安装有阀门。
进一步，所述的补强装置中的支柱，在密闭墙外侧为单体柱（6），内侧为木点柱（7）。
作为优选，密闭墙充填材料选为一种无机双液速凝材料（参考专利CN201310566695.5）。
作为优选，密闭墙充填设备选为两台大流量(流量大于100L/min)螺杆泵（参考专利CN201520496397.8）。
本发明的有益效果是：
1.依靠机械化泵送充填，工人无需手工堆砌砖石及混凝土，劳动强度小；
2.配合无机双液速凝材料及大流量充填设备，可使密闭墙构筑速度大大提高，形成的密闭墙充填体强度高，可压缩性好，长期稳定性好；
3.可通过预埋注浆管补注修复加固周围煤岩体，可以最大程度上保证闭墙长期安全服务，可靠性高；
4.整个系统结构简单，材料消耗量少，成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1煤矿密闭墙构筑系统正视图。
图2煤矿密闭墙构筑系统俯视图。
图3煤矿密闭墙构筑系统侧视图。
图中，1.柔模袋，2.木板，3.钢筋网，4.对拉钢筋, 5.注浆钢管，6.单体柱，7. 木点柱。
具体实施方式
下面将本发明的具体实施方式作一详细介绍，但不用于限制本发明的范围。
一种煤矿永久密闭墙构筑系统及方法按照如下步骤进行。
刷帮清底；建模之前，需要对建模范围内横川的帮部及底部掏槽处理，底部浮煤清理干净，处理顶部网兜，捣掉浮矸。
预留注浆孔；首先在充填体两侧煤帮及顶板，采用Φ42mm钻杆打孔深4m注浆孔，预埋四分钢管作为注浆管，并通过直角弯头引出充填体外；注浆钢管射浆孔孔径为5~10mm，外口安装阀门。
吊挂柔模袋；将柔模袋吊挂平直，同时要注意帮顶锚杆和锚索，在锚杆和锚索部位，刺破柔模袋，将锚杆和锚索穿入袋内，然后要用铁丝扎紧，防止在灌注过程漏浆，吊挂完成后，将柔模袋下部四边富裕部分往袋体内折叠，以防止灌注浆液时漏浆。
支设木点柱；在柔模袋内侧，支设木点柱，柱间距为0.5m，需柱5~6根；在柔模袋外侧支单体支柱，柱间距为0.5m。
吊挂对拉钢筋；按照间排距1.0m的方式布置对拉钢筋。
铺钢筋网和木板；首先铺钢筋网，然后钉木板，木板整齐排列，木板间距0.3m。
充填灌注；选用一种无机双液速凝材料并采用两台螺杆泵进行充填灌注，灌注速度不可过快，以防止浆液压力过大，而发生破袋漏浆。
固结成型；双液浆灌注入充填空间后，可快速固结成型，1天可以达到7~8MPa强度，灌注成型一天后，可以拆除回收外侧单体支柱。
注浆封堵；加强日常监测，如果有采空区有害气体泄漏情况，则可以直接利用预留的注浆钢管对密闭墙周围煤岩体进行注浆封堵。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种煤矿永久密闭墙构筑系统及方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）预留注浆孔；对建模范围内横川的帮部及底部掏槽处理，处理顶部网兜；采用钻机在两帮及顶板打注浆孔；
2）吊挂柔模袋；将柔模袋（1）吊挂平直，在帮部及顶板锚杆和锚索部位，刺破柔模袋，将锚杆和锚索穿入袋内，然后要用铁丝扎紧；吊挂完成后，将柔模袋下部四边富裕部分往袋体内折叠；
3）安装注浆钢管；通过注浆孔安装顶板及两帮注浆钢管（5），在钻孔外注浆钢管端头安装直角弯头，使注浆钢管穿过柔模袋并引出柔模袋外；
4）安设补强装置；在柔模袋内部安装对拉钢筋（4）；在柔模袋外部依次安装钢筋网（3）、木板（2）、支柱；
5）充填灌注；采用充填设备向柔模袋内灌注一种双液速凝材料；
6）注浆封堵；加强日常监测，如果有采空区有害气体泄漏情况，直接利用注浆钢管（5）对密闭墙周围煤岩体进行注浆封堵。
2.如权利要求1所述的一种煤矿永久密闭墙构筑系统及方法，其特征在于，所述的柔模袋（1）无底，内部加工有注浆钢管及对拉钢筋袖口，在上部开有浆液灌注口。
3.如权利要求1所述的一种煤矿永久密闭墙构筑系统及方法，其特征在于，所述的注浆钢管（5）为四分管或六分管，管体开有射浆孔，孔径为5~10mm，管端安装有阀门。
4.如权利要求1所述的一种煤矿永久密闭墙构筑系统及方法，其特征在于，所述的补强装置中的支柱，在密闭墙外侧为单体柱（6），内侧为木点柱（7）。
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