CN112253242A - 一种煤矿井下工作面端头封堵的方法 - Google Patents

一种煤矿井下工作面端头封堵的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种煤矿井下工作面端头封堵的方法，具体包括步骤为：建立配料基站和管道输送系统；设置柔性悬挂式可折叠型的充填袋；根据巷道断面尺寸，折叠充填袋的大小适应巷道尺寸；将超高水材料从注浆口注入充填袋；随着工作面的推进，每当液压支架移架1次，对工作面巷道端头进行一次充填封堵，以满足工作面的通风要求；相比碎煤砂装袋更加快速便捷，结合超高水材料凝结快速、含水率高，流动性好的特点，能够使用管道泵送运输，实现地面送料、井下分配的高效互通，封堵密闭性强、成本较低、操作简单，可有效减少人力，提高劳动效率，改善作业环境。

Description

一种煤矿井下工作面端头封堵的方法
技术领域
本发明涉及煤矿井工开采技术领域，具体涉及一种煤矿井下工作面端头封堵的方法。
背景技术
近年，我国大力推进采矿技术革新及采煤装备发展，旨在保证煤炭采出率以及人员安全的基础上，减少施工地点人数，降低人工劳作强度、改善施工条件等。工作面无人化已是大势所趋，工作面减人、少人化发展更是必经之路。
煤矿井工开采时工作面推进过程中亟需及时对两端头进行封堵，一方面实现挡风、调整风向的作用，另一方面避免向采空区漏风引发自然发火灾害。目前大多煤矿工作面两端头封堵仍采用人工将碎煤、泥沙装袋后筑墙封堵的传统手段，此方法劳动强度大，封堵效果差，易造成瓦斯超限。上述因素共同制约了煤矿井下工作面安全高效开采。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种煤矿井下工作面端头封堵的方法，其相比碎煤砂装袋更加快速便捷，结合超高水材料凝结快速、含水率高，流动性好的特点，能够使用管道泵送运输，实现地面送料、井下分配的高效互通，封堵密闭性强、成本较低、操作简单，可有效减少人力，提高劳动效率，改善作业环境。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种煤矿井下工作面端头封堵的方法，具体包括以下步骤：
1)建立配料基站和管道输送系统，保证工作面充填材料能够稳定、持续供给；
2)设置柔性悬挂式可折叠型的充填袋，充填袋为矩形密封袋结构并且其上端连接两个横向布置的悬吊杠，悬吊杠为可伸缩结构，充填袋顶端靠近悬吊杠处开有若干个横向均布的吊环，充填袋其中一侧的顶部设有注浆装置和排气装置，充填袋两侧面对称设有若干个呈网格状分布的锁紧装置；
3)根据巷道断面尺寸，折叠充填袋的大小以及调整悬吊杠的长度来适应巷道尺寸，充填袋尺寸调整后应大于巷道断面尺寸，然后锁紧充填袋折叠后边缘处的锁紧装置；
4)将“S”型吊钩上钩挂到巷道顶板锚网上，然后将充填袋上的悬吊杠放置在吊钩的下钩之上并使吊环对应穿过吊钩；
5)打开充填袋上面的注浆装置和排气装置，将超高水材料从注浆装置注入充填袋，注浆过程中充填袋内空气从排气装置排出，直至浆液从排气装置流出，然后使用关闭注浆装置和排气装置；
6)随着工作面的推进，每当液压支架移架1次，对工作面巷道端头进行一次充填封堵，以满足工作面的通风要求，保证工作面作业环境的通风安全。
优选地，步骤1)中，配料基站和管道输送系统包括两个入料池，入料池内设有搅拌器并且两个入料池出口端通过三通接头连通泵送装置，每个入料池与泵送装置之间的管路上均设有控制阀，泵送装置设有泵送控制器并且其出口连通输送管。
优选地，步骤2)中的锁紧装置包括对称开在充填袋两侧的两个通孔，两个通孔之间嵌入有钢丝绳，钢丝绳两端分别伸出充填袋之外缠绕在折叠锁扣上。
优选地，折叠锁扣包括档板，档板上开有供钢丝绳穿过的弧形孔，钢丝绳穿过弧形孔后缠绕在T型杆上。
优选地，所述充填袋由柔性材料风筒布制作；吊环和折叠锁扣由不锈钢材料制作，悬吊杠由若干空心铁制套管套嵌而成。
优选地，步骤2)中注浆装置包括注浆口，注浆口上设有能够将其封堵的封口旋钮，排气装置包括排气口，排气口上设有能够将其封堵的封气旋钮。
优选地，步骤2)充填袋顶端通过帆布或风筒布连接悬吊杠，帆布或风筒布上开有若干个横向均布的吊环。
本发明的有益效果在于：
(1)降低了工作面采煤工人的劳动强度，由人力装填转变为机械装填，去除了人力装填、搬运、堆叠的繁琐步骤；
(2)封堵效果好，超高水材料浆体状态流动性好，在自重作用下能更加契合巷道壁，达到更好密闭性和稳定性；
(3)绿色环保，超高水材料具有绿色洁净无污染的特点，且可避免碎煤砂装袋时带来的粉尘污染作业环境。
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为本发明实施例提供的一种煤矿井下工作面端头封堵的方法的结构示意图；
图2为折叠锁扣结构示意图；
图3为充填袋安装示意图；
图4为图3中A部放大图；
图5是工作面俯视图；
图6是配料基站和管道输送系统的结构示意图。
附图标记说明：
1、悬吊杠；2、吊环；3、注料口；4、封口旋钮；5、排气口；6、封气旋钮；7、充填袋；8、折叠锁扣；9、巷道壁；10、吊钩；11、采空区；12、工作面运输巷道；13、工作面回风巷道；14、液压支架；15、回风巷道端头；16、运输巷端头；17、采煤机；18、搅拌器；19、入料池；20、控制阀；21、三通接头；22、泵送装置；23、泵送控制器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。
如图1至图6所示，一种煤矿井下工作面端头封堵的方法，具体包括以下步骤：
1)建立配料基站和管道输送系统，保证工作面充填材料能够稳定、持续供给；
2)设置柔性悬挂式可折叠型的充填袋7，充填袋7为矩形密封袋结构并且其上端连接两个横向布置的悬吊杠1，悬吊杠1为可伸缩结构，充填袋7顶端靠近悬吊杠1处开有若干个横向均布的吊环2，充填袋7其中一侧的顶部设有注浆装置和排气装置，充填袋7两侧面对称设有若干个呈网格状分布的锁紧装置；
3)根据巷道断面尺寸，折叠充填袋7的大小以及调整悬吊杠1的长度来适应巷道尺寸，充填袋7尺寸调整后应大于巷道断面尺寸，然后锁紧充填袋7折叠后边缘处的锁紧装置，充分利用超高水材料浆体状态下的流动性，结合充填袋7的柔性特性达到与巷道壁9更好地契合，防止向采空区11漏风；
4)将“S”型吊钩10上钩挂到巷道顶板锚网上，然后将充填袋7上的悬吊杠1放置在吊钩10的下钩之上并使吊环2对应穿过吊钩10；施加悬吊杠1的目的是为了将载荷均匀传递至顶板，防止应力集中，同时能够利用悬吊杠1对吊钩10和吊环2之间缝隙处进行封闭，防止留有较大间隙影响封堵效果；
5)打开充填袋7上面的注浆装置和排气装置，将超高水材料从注浆装置注入充填袋7，注浆过程中充填袋7内空气从排气装置排出，直至浆液从排气装置流出，然后使用关闭注浆装置和排气装置；
6)随着采煤机17往返割煤，每当液压支架14移架1次，对工作面运输巷道12的运输巷端头16和工作面回风巷道13的回风巷道端头15进行一次充填封堵，以满足工作面的通风要求，保证工作面作业环境的通风安全。
步骤1)中，配料基站和管道输送系统包括两个入料池19，入料池19内设有搅拌器18并且两个入料池19出口端通过三通接头21连通泵送装置22，每个入料池19与泵送装置22之间的管路上均设有控制阀20，泵送装置22设有泵送控制器23并且其出口连通输送管。
步骤2)中的锁紧装置包括对称开在充填袋7两侧的两个通孔，两个通孔之间嵌入有钢丝绳，钢丝绳两端分别伸出充填袋7之外缠绕在折叠锁扣8上。
折叠锁扣8包括档板，档板上开有供钢丝绳穿过的弧形孔，钢丝绳穿过弧形孔后缠绕在T型杆上。
所述充填袋7由柔性材料风筒布制作；吊环2和折叠锁扣8由不锈钢材料制作，悬吊杠1由若干空心铁制套管套嵌而成。
步骤2)中注浆装置包括注浆口3，注浆口3上设有能够将其封堵的封口旋钮4，排气装置包括排气口5，排气口5上设有能够将其封堵的封气旋钮6。
步骤2)充填袋7顶端通过风筒布连接悬吊杠1，风筒布上开有若干个横向均布的吊环2。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种煤矿井下工作面端头封堵的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
1)建立配料基站和管道输送系统，保证工作面充填材料能够稳定、持续供给；
2)设置柔性悬挂式可折叠型的充填袋(7)，充填袋(7)为矩形密封袋结构并且其上端连接两个横向布置的悬吊杠(1)，悬吊杠(1)为可伸缩结构，充填袋(7)顶端靠近悬吊杠(1)处开有若干个横向均布的吊环(2)，充填袋(7)其中一侧的顶部设有注浆装置和排气装置，充填袋(7)两侧面对称设有若干个呈网格状分布的锁紧装置；
3)根据巷道断面尺寸，折叠充填袋(7)的大小以及调整悬吊杠(1)的长度来适应巷道尺寸，充填袋(7)尺寸调整后应大于巷道断面尺寸，然后锁紧充填袋(7)折叠后边缘处的锁紧装置；
4)将“S”型吊钩(10)上钩挂到巷道顶板锚网上，然后将充填袋(7)上的悬吊杠(1)放置在吊钩(10)的下钩之上并使吊环(2)对应穿过吊钩(10)；
5)打开充填袋(7)上面的注浆装置和排气装置，将超高水材料从注浆装置注入充填袋(7)，注浆过程中充填袋(7)内空气从排气装置排出，直至浆液从排气装置流出，然后使用关闭注浆装置和排气装置；
6)随着工作面的推进，每当液压支架(14)移架1次，对工作面巷道端头进行一次充填封堵，以满足工作面的通风要求，保证工作面作业环境的通风安全。
2.如权利要求1所述的一种煤矿井下工作面端头封堵的方法，其特征在于，步骤1)中，配料基站和管道输送系统包括两个入料池(19)，入料池(19)内设有搅拌器(18)并且两个入料池(19)出口端通过三通接头(21)连通泵送装置(22)，每个入料池(19)与泵送装置(22)之间的管路上均设有控制阀(20)，泵送装置(22)设有泵送控制器(23)并且其出口连通输送管。
3.如权利要求1所述的一种煤矿井下工作面端头封堵的方法，其特征在于，步骤2)中的锁紧装置包括对称开在充填袋(7)两侧的两个通孔，两个通孔之间嵌入有钢丝绳，钢丝绳两端分别伸出充填袋(7)之外缠绕在折叠锁扣(8)上。
4.如权利要求3所述的一种煤矿井下工作面端头封堵的方法，其特征在于，折叠锁扣(8)包括档板，档板上开有供钢丝绳穿过的弧形孔，钢丝绳穿过弧形孔后缠绕在T型杆上。
5.如权利要求4所述的一种煤矿井下工作面端头封堵的方法，其特征在于，所述充填袋(7)由柔性材料风筒布制作；吊环(2)和折叠锁扣(8)由不锈钢材料制作，悬吊杠(1)由若干空心铁制套管套嵌而成。
6.如权利要求1所述的一种煤矿井下工作面端头封堵的方法，其特征在于，步骤2)中注浆装置包括注浆口(3)，注浆口(3)上设有能够将其封堵的封口旋钮(4)，排气装置包括排气口(5)，排气口(5)上设有能够将其封堵的封气旋钮(6)。
7.如权利要求1所述的一种煤矿井下工作面端头封堵的方法，其特征在于，步骤2)充填袋(7)顶端通过帆布或风筒布连接悬吊杠(1)，帆布或风筒布上开有若干个横向均布的吊环(2)。
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