CN108757030A - 巷道透水隔断设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种巷道透水隔断设备，包括框状的外框，在所述外框的框体上安装有泄水管，在所述泄水管上安装有泄水阀，在所述外框上还安装有中框，当巷道正常掘进时，所述外框的内孔敞开，当巷道透水到设定程度时，所述中框将外框的内孔封闭；在所述中框内下端开设有撤离通道，在所述中框上安装有与撤离通道相对应的堵漏栓，在堵漏栓与中框之间连接有驱动装置，在驱动装置的作用下，所述堵漏栓将撤离通道封闭。上述结构以便于及时将透水隔断，有效地避免了设备被淹没，显著地降低了因透水造成的设备浸泡报废和人员伤亡事故，能及时封堵透水部分的漏水，快速恢复生产，能大幅减少因透水产生的直接和间接经济损失。

Description

巷道透水隔断设备

技术领域

本发明属于巷道掘进施工辅助设备技术领域，具体地讲，特别涉及一种阻断透水巷道的水向整个巷道扩散的巷道透水隔断设备。

背景技术

目前，矿山开采，城市地铁施工，铁路、公路等巷道掘进施工过程中，对巷道透水的预防工作主要是对已探明的水体，采用地面钻孔，进行帷幕注浆，从而隔离水体与掘进巷道的联通；或者在巷道掘进过程中采取提前施放水工艺。实际施工中，由于地层复杂以及技术条件限制，往往还是会产生突发的巷道透水，出现这种突发巷道透水后，只能被动地采用排水设备将水排到地面。并且，巷道突发的透水，尤其是出水量远远大于排水能力时，会造成巷道淹没、设备淹没、人员伤亡等重大事故。出现这种透水淹没后，通常采用地面钻定向孔至出水部位，进行注浆堵漏，再排水恢复生产。但是，这仍然无法避免透水淹没给设备造成重大损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种阻断透水巷道的水向整个巷道扩散的巷道透水隔断设备，以避免淹井，减少设备损失。

本发明解决技术问题的技术方案如下：一种巷道透水隔断设备，包括框状的外框，在所述外框的框体上安装有泄水管，在所述泄水管上安装有泄水阀，在所述外框上还安装有中框，当巷道正常掘进时，所述外框的内孔敞开，当巷道透水到设定程度时，所述中框将外框的内孔封闭；在所述中框内下端开设有撤离通道，在所述中框上安装有与撤离通道相对应的堵漏栓，在堵漏栓与中框之间连接有驱动装置，在驱动装置的作用下，所述堵漏栓将撤离通道封闭。

采用上述结构，在巷道掘进过程中，在距离巷道掘进面500-1000m处施工固定外框，外框的外周用混凝土与巷道岩壁固定，外框的框体上安装有泄水管，外框上还安装有用于封闭其内孔的中框，中框上设有撤离通道和堵漏栓，当巷道正常掘进时，外框的内孔打开，施工正常进行，当巷道突发透水，并且透水量达到设定的程度时，控制中框将外框的内孔封闭，泄水管上的泄水阀打开，撤离通道也打开，水可以从泄水管和撤离通道泄出，同时组织掘进面的操作人员通过撤离通道撤出，当操作人员全部撤出后，通过驱动装置控制堵漏栓将撤离通道堵住，泄水管上的泄水阀也关闭，从而及时将透水隔断，避免掘进面突发透水出现巷道淹没的情况，有效地避免了设备被淹没，显著地降低了因透水造成的设备浸泡报废和人员伤亡事故。并且，透水被隔断之后，可以对出水部位进行注浆堵漏，然后通过泄水管排水后即可快速恢复生产；如果巷道需要改向，只需要对本巷道透水隔断设备进行加固即可。实际生产中，为了确保距离巷道掘进面500-1000m处布置有本巷道透水隔断器，随着掘进面的向前推进，在距离巷道掘进面设定距离的位置需要另外布置本巷道透水隔断器。

所述中框包括门板和封闭部，所述封闭部呈高线水平布置的锥形台状，封闭部的大头端与门板固定相连，所述门板的边缘均伸出封闭部的大头端，所述门板朝向掘进面布置；当中框将外框的内孔封闭时，所述封闭部伸入外框的内孔，所述门板与外框相抵；所述撤离通道的一端贯穿门板，另一端贯穿封闭部的小头端。所述中框的结构简单，生产容易，并且高线水平布置的锥形台状封闭部可以有效地对外框内孔进行封闭，避免漏水；并且这种造型的封闭部强度高、与门板相结合可以有效地承受水压，避免门板发生形变。

所述封闭部由橡胶或者吸水膨胀材料制成。封闭效果更好。

所述驱动装置包括液压闭门器，在所述中框背离掘进面的一侧布置有液压控制阀和液压泵，在所述液压泵与液压闭门器之间连接有液压管线，所述液压管线自外框框体上对应开设的孔道穿过。驱动装置的结构简单、稳定可靠，控制相应及时，有利于迅速关闭堵漏栓。并且液压闭门器的液压控制阀和液压泵均布置在背离掘进面的一侧，有效地避免了透水浸泡控制阀和液压泵，进一步确保液压关门器的稳定性，确保堵漏栓对撤离通道的可靠封闭。

还包括布置在巷道内的传感器，所述传感器包括穿过外框框体的两个导线，在每一导线的端头均连接有电极，在每一所述电极上均包裹有带通孔的绝缘层，两个所述电极安装在设定的位置，当掘进面出现透水并且淹没电极时，水经过绝缘层的通孔将两个电极联通，从而向控制室发送信号。设置传感器，将传感器电极布置的设定的位置即可自动监测巷道透水情况，以便于及时撤离人员并将透水隔离。

在所述外框框体上还安装有水压表、计数器和摄像头。布置水压表可以对透水水压进行实时监测，为后续注浆堵漏作为参考；设置计数器可以对进出巷道的人员进行计数，以协助确保操作人员全部撤离；设置摄像头可以对外框周边的情况进行监视，以便于作出下一步处置措施。

在所述外框的框体上穿设有注浆管。这样设置注浆管，便于后续注浆堵漏。

作为其中一种优选，所述中框的一边与外框铰接，并且在中框与外框之间安装有弹性装置，在弹性装置的作用下，外框的内孔常开，当巷道透水时，向中框施加外力克服弹性装置的弹力使中框正对外框的内孔，在水力的作用下，中框将外框的内孔封闭。中框在外框上的安装结构简单。

作为另一种优选，所述中框通过钢索、轮毂、动滑轮和两个定滑轮悬置在外框斜上方，两个所述定滑轮固定在外框朝向掘进面一侧的上方，轮毂固定在外框朝向掘进面一侧的下方，所述动滑轮固定在中框朝向掘进面一侧的上部，所述钢索的一端固定在其中一个定滑轮的下方，钢索自该定滑轮上方绕过后自动滑轮下方绕过再自另一定滑轮上方绕过后与轮毂固定，当轮毂转动收卷钢索时，所述动滑轮和中框向上移动，当轮毂转动放开钢索时，所述动滑轮和中框向下移动。中框不仅安装结构简单，而且控制方便，便于及时将外框内孔封闭。

作为又一种优选，在所述中框的下端安装有滚轮，在所述外框朝向掘进面一侧的侧部设有容纳空间，所述中框位于容纳空间内，当巷道透水时，所述中框自动或手动移动到正对外框内孔处，在水力作用下将外框内孔封闭。中框的安装结构简单，操作方便。

有益效果：本发明通过在巷道内施工固定外框，在外框的框体上安装泄水管，在外框上安装有用于封闭其内孔的中框，在中框上设有撤离通道和堵漏栓，从而提供了一种巷道透水隔断设备，以便于及时将透水隔断，有效地避免了设备被淹没，显著地降低了因透水造成的设备浸泡报废和人员伤亡事故。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为实施例二的结构示意图。

附图标记：外框1、中框2、撤离通道2a、门板211、封闭部212、堵漏栓3、小板31、大板32、加强杆33、锥面板34、密封橡胶层35、定滑轮4、动滑轮5、轮毂6、钢索7。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一：

如图1所示，本实施例包括框状的外框1，在所述外框1的框体上安装有泄水管，在所述泄水管上安装有泄水阀。为了便于监测，在所述外框1框体上还安装有水压表(附图未示出)、计数器(附图未示出)和摄像头(附图未示出)。所述水压表朝向掘进面一侧布置。为了便于后续注浆堵漏，在所述外框1的框体上穿设有注浆管(附图未示出)。所述水压表、计数器、摄像头和注浆管在外框1框体上的具体位置不做限定，本领域技术人员根据实际情况布置即可，在此不做赘述。

如图1和图2所示，在所述外框1上还安装有中框2，当巷道正常掘进时，所述外框1的内孔敞开，当巷道透水到设定程度时，所述中框2将外框1的内孔封闭。关于巷道透水到什么程度属于“设定程度”，需要根据巷道的具体情况确定，这是本领域技术人员综合巷道的大小、掘进面操作人员多少等因素可以明确的。所述中框2在外框1上的安装结构不做限定，本领域技术人员根据其需要实现的功能，再结合现场实际情况，综合考虑成本和安全因素选用现有的安装结构即可。本实施例优选所述中框2的一边与外框1铰接，并且在中框2与外框1之间安装有弹性装置，在弹性装置的作用下，所述外框1的内孔常开。当巷道透水时，向中框2或者铰接轴施加外力克服弹性装置的弹力使中框2正对外框1的内孔，在水力的作用下，中框2将外框1的内孔封闭，从而实现止水。

如图1和图2所示，在所述中框2内下端开设有撤离通道2a，所述撤离通道2a足够一个成年人通过。在所述中框2上安装有与撤离通道2a相对应的堵漏栓3，在堵漏栓3与中框2之间连接有驱动装置，在驱动装置的作用下，所述堵漏栓3将撤离通道2a封闭。所述驱动装置包括液压闭门器，在所述中框2背离掘进面的一侧布置有液压控制阀和液压泵，在所述液压泵与液压闭门器之间连接有液压管线，所述液压管线自外框1框体上对应开设的孔道穿过。所述液压闭门器选用市面上现有的液压闭门器，其具体结构在此不做赘述。

如图2所示，所述中框2包括门板211和封闭部212，所述封闭部212呈高线水平布置的锥形台状，封闭部212的大头端与门板211固定相连，所述门板211的边缘均伸出封闭部212的大头端，所述门板211朝向掘进面布置。当所述中框2将外框1的内孔封闭时，所述封闭部212伸入外框1的内孔，所述门板211与外框1相抵。所述撤离通道2a的一端贯穿门板211，另一端贯穿封闭部212的小头端。所述封闭部212由橡胶或者吸水膨胀材料制成。所述吸水膨胀材料属于现有材料，本领域技术人员在市面上采购可得，其具体成分在此不做赘述。

如图2所示，所述堵漏栓3呈高线水平布置的锥形台状，并且堵漏栓3包括焊接在一起的大板32、小板31和锥面板34，在所述大板32与小板31之间连接有多个加强杆33。在所述大板32和锥面板34上都开有均匀布置的过孔，并且在大板32、小板31和锥面板34构成的空间内填充有吸水膨胀材料，所述吸水膨胀材料属于现有材料，本领域技术人员在市面上采购可得，其具体成分在此不做赘述。在所述锥面板34外覆盖有密封橡胶层35。所述大板32、小板31和锥面板34均由钢板构成。

本实施例还包括布置在巷道内的传感器(附图未示出)，所述传感器包括穿过外框1框体的两个导线，在每一导线的端头均连接有电极，在每一所述电极上均包裹有带通孔的绝缘层，两个所述电极安装在设定的位置，该设定位置的选定由本领域技术人员根据巷道实际情况选取即可，在此不做限定。当掘进面出现透水并且淹没电极时，水经过绝缘层的通孔将两个电极联通，从而向控制室发送信号，根据信号再自动控制或者手动操作中框2将外框1的内孔封闭。在所述外框1框体上穿设的管线和安装的装置，均设置有密封防水结构，一方面避免装置进水损坏，另一方面避免透水隔断漏水。所述外框1和门板211可以用天然材料或者人造材料制成，优选为金属材料或者工程塑料，以确保其水压承受能力。

所述外框1的形状和外框1内孔的形状均不做限定，本领域技术人员根据巷道的实际情况、综合考虑制作和安装成本等因素，对外框1进行设计即可。所述中框2的形状、也即门板211和封闭部212的形状也不做限定，只要能与外框1的形状和外框1内孔的形状相配合即可。所述撤离通道2a的形状也不做限定，只要能确保至少一个成年人通过即可；而堵漏栓3的形状、也即小板31、大板32和锥面板34的形状也不做限定，只要能与撤离通道2a相配合即可。本实施例优选所述外框1呈矩形框状、外框1的内孔也呈矩形，而中框2门板211相对应地呈矩形，中框2封闭部212相对应地呈高线水平布置的矩形锥形台状。本实施例优选所述撤离通道2a呈圆形，而堵漏栓3也成高线水平布置的圆锥形台状，也即大板32和小板31均呈圆形，锥面板34呈圆锥面状。

实施例二：

如图3所示，本实施例优选所述中框2通过钢索7、轮毂6、动滑轮5和两个定滑轮4悬置在外框1斜上方。两个所述定滑轮4固定在外框1朝向掘进面一侧的上方，轮毂6固定在外框1朝向掘进面一侧的下方，所述动滑轮5固定在中框2朝向掘进面一侧的上部，所述钢索7的一端固定在其中一个定滑轮4的下方，钢索7自该定滑轮4上方绕过后自动滑轮5下方绕过再自另一定滑轮4上方绕过后与轮毂6固定。当轮毂6转动收卷钢索7时，所述动滑轮5和中框2向上移动，当轮毂6转动放开钢索7时，所述动滑轮5和中框2向下移动。实际生产中，为了安装定滑轮4并确保中框2的安装，需要在巷道上开凿位于外框1朝向掘进面一侧斜上方的空间用于安装定滑轮4和容纳中框2。本实施例的其它结构与实施例一相同，在此不做赘述。

实施例三：

本实施例优选在所述中框2的下端安装有滚轮，在所述外框1朝向掘进面一侧的侧部设有容纳空间，所述中框2位于容纳空间内。当巷道透水时，所述中框2自动或手动移动到正对外框1内孔处，在水力作用下将外框1内孔封闭。本实施例的其它结构与实施例一相同，在此不做赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种巷道透水隔断设备，其特征在于：包括框状的外框，在所述外框的框体上安装有泄水管，在所述泄水管上安装有泄水阀，在所述外框上还安装有中框，当巷道正常掘进时，所述外框的内孔敞开，当巷道透水到设定程度时，所述中框将外框的内孔封闭；在所述中框内下端开设有撤离通道，在所述中框上安装有与撤离通道相对应的堵漏栓，在堵漏栓与中框之间连接有驱动装置，在驱动装置的作用下，所述堵漏栓将撤离通道封闭。

2.根据权利要求1所述的巷道透水隔断设备，其特征在于：所述中框包括门板和封闭部，所述封闭部呈高线水平布置的锥形台状，封闭部的大头端与门板固定相连，所述门板的边缘均伸出封闭部的大头端，所述门板朝向掘进面布置；当中框将外框的内孔封闭时，所述封闭部伸入外框的内孔，所述门板与外框相抵；所述撤离通道的一端贯穿门板，另一端贯穿封闭部的小头端。

3.根据权利要求2所述的巷道透水隔断设备，其特征在于：所述封闭部由橡胶或者吸水膨胀材料制成。

4.根据权利要求3所述的巷道透水隔断设备，其特征在于：所述驱动装置包括液压闭门器，在所述中框背离掘进面的一侧布置有液压控制阀和液压泵，在所述液压泵与液压闭门器之间连接有液压管线，所述液压管线自外框框体上对应开设的孔道穿过。

5.根据权利要求1所述的巷道透水隔断设备，其特征在于：还包括布置在巷道内的传感器，所述传感器包括穿过外框框体的两个导线，在每一导线的端头均连接有电极，在每一所述电极上均包裹有带通孔的绝缘层，两个所述电极安装在设定的位置，当掘进面出现透水并且淹没电极时，水经过绝缘层的通孔将两个电极联通，从而向控制室发送信号。

6.根据权利要求1所述的巷道透水隔断设备，其特征在于：在所述外框框体上还安装有水压表、计数器和摄像头。

7.根据权利要求1所述的巷道透水隔断设备，其特征在于：在所述外框的框体上穿设有注浆管。

8.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的巷道透水隔断设备，其特征在于：所述中框的一边与外框铰接，并且在中框与外框之间安装有弹性装置，在弹性装置的作用下，外框的内孔常开，当巷道透水时，向中框施加外力克服弹性装置的弹力使中框正对外框的内孔，在水力的作用下，中框将外框的内孔封闭。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的巷道透水隔断设备，其特征在于：所述中框通过钢索、轮毂、动滑轮和两个定滑轮悬置在外框斜上方，两个所述定滑轮固定在外框朝向掘进面一侧的上方，轮毂固定在外框朝向掘进面一侧的下方，所述动滑轮固定在中框朝向掘进面一侧的上部，所述钢索的一端固定在其中一个定滑轮的下方，钢索自该定滑轮上方绕过后自动滑轮下方绕过再自另一定滑轮上方绕过后与轮毂固定，当轮毂转动收卷钢索时，所述动滑轮和中框向上移动，当轮毂转动放开钢索时，所述动滑轮和中框向下移动。

10.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的巷道透水隔断设备，其特征在于：在所述中框的下端安装有滚轮，在所述外框朝向掘进面一侧的侧部设有容纳空间，所述中框位于容纳空间内，当巷道透水时，所述中框自动或手动移动到正对外框内孔处，在水力作用下将外框内孔封闭。