CN204152529U - 一种用于矿井动水截流的锚索网架巷道截流装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于矿井动水截流的锚索网架巷道截流装置。现有的墙体仅适用于突水量较小、水压较低的情形，对于突水量巨大、水压较高的特大型矿井突水，上述墙体的适用性很差。一种用于矿井动水截流的锚索网架巷道截流装置，所述装置包括锚索网架，锚索网架包括网片、多根钢丝绳及间隔设置在巷道顶板、巷道底板和两侧煤帮壁上的锚索，多根钢丝绳交错形成钢丝绳网，其交叉处固定连接，每根钢丝绳的端部分别与锚索连接，网片覆盖在钢丝绳网靠近突水点的一侧上并与钢丝绳固定。本实用新型能有效控制骨料外流，网片能通过水流但不能漏过米石、碎石等粗骨料，能有效控制大粒径粗骨料的外流，尤其在矿井特大动水截流抢险工程能发挥重大的作用。
Description
技术领域
本实用新型属于矿井堵水技术领域，具体涉及一种用于矿井动水截流的锚索网架巷道截流装置。
背景技术
矿井发生特大突水后，为了保证本矿上部生产系统以及邻矿的安全，往往采用强排手段控制井下淹没水位，此时要在动水情况下进行堵水。总体上，巷道动水截流的方法是在地面通过钻孔投注骨料，骨料一般为砂子、米石及碎石，依靠骨料在巷道中建造阻水段，逐步减小巷道中的过水量，最后注入水泥浆液将巷道彻底堵死，之后再在静水条件下对地层中的突水通道进行注浆治理。
目前矿井动水截流对骨料外流的控制较差，矿井堵水中灌注到巷道中的骨料，在动水的持续冲刷搬迁下，有一部分形成了阻水墙或进入突水通道中，有效发挥了堵水的作用，有一部分则在截流中时随突水外流到矿井采掘系统中。骨料在巷道阻水段之外的大量外流是堵水工程中的一个重大问题，一方面骨料的无效外流意味着浪费的材料多，抢险的工期长，工程的成本高；另一方面堵水结束后矿井恢复生产中需要做大量的骨料清除工作，严重滞后了矿井恢复生产的时间，国内采用动水截流的矿井多数都有这方面的经历。
面对骨料的大量外流，已有的控制装置一种是修建化学浆墙，一种是堆建煤袋墙。化学浆墙是在远离突水点的高标高巷道中紧急施工两道混凝土墙，然后在两个墙体中间注入可快速凝固的化学浆。建墙时要求预埋大口径泄水管并安装闸阀，堵水抢险中可控制突水流量，以降低动水流速的方法减少骨料的外流，必要时可关闭阀门变动水为静水。
煤袋墙是在过水巷道中堆砌装有煤块、矸石的编织袋，整齐码好形成一道挡水墙，用墙体阻挡骨料扩散。
上述化学浆墙存在的缺点是：1、修建墙体的时间较长，需要几天的时间，因此当突水量较大时，情况危急抢险撤人中无暇顾及其他，很难有足够的时间建墙；2、在关闭墙体阀门减少突水流量的过程中有风险，因墙体系快速建造，未经过抗压试验，因此完全关闭阀门水压升高后墙体有被水压冲垮的危险。
煤袋墙也有着类似的缺点：1、修建的时间长，需要几个班（8小时为一班）；2、墙体在巷道水流的冲刷下容易变形和垮塌，使控制骨料外流的效果大打折扣。
由以上分析可知，现有方法建造的墙体仅适用于突水量较小、水压较低的情形，对于突水量巨大、水压较高的特大型矿井突水，上述墙体的适用性很差。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种用于矿井动水截流的锚索网架巷道截流装置，以解决现有装置存在的施工时间长、对骨料外流控制效果差、难以应用于特大型矿井突水的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种用于矿井动水截流的锚索网架巷道截流装置，所述装置包括锚索网架，锚索网架包括网片、多根钢丝绳及间隔设置在巷道顶板、巷道底板和两侧煤帮壁上的锚索，多根钢丝绳交错形成钢丝绳网，其交叉处固定连接，每根钢丝绳的端部分别与锚索连接，网片覆盖在钢丝绳网靠近突水点的一侧上并与钢丝绳固定。
所述锚索通过锚索孔设置在巷道顶板、底板和两侧煤帮壁上，锚索孔与巷道顶板、底板和两侧煤帮垂直；
所述位于锚索孔中的锚索外端上设置有托盘、第一锁具和第二锁具，第二锁具位于锚索头部，第一锁具和第二锁具之间设置有用于固定钢丝绳的马蹄环。
所述数根钢丝绳分别沿水平方向和垂直方向交叉围成钢丝绳网；所述锚索网架与巷道底板的夹角是90°~45°；锚索孔的孔间距为0.3~0.5m；锚索大小为15.2㎜或17.8㎜；钢丝绳的直径为8~10㎜；所述网片为席形编制钢筛网，其金属丝径为3~4㎜，网孔为4~5㎜。
与现有技术相比较，本实用新型具有以下有益效果：
1）本实用新型结构简单，成本较低，制作方便：单个锚头采用双锁具加马蹄环的连接方式，且钢丝绳采用单环钢丝绳，可在4~8小时内成钻孔和安装，整个施工时间比堆建煤袋墙少1~3天，比修建化学浆墙少3~5天，在矿井突水排水撤人的关键时刻可迅速设置安装；
2）采用本装置能够减少骨料灌注工程，缩短清淤复矿时间：常规截流堵水不能有效控制骨料外流，骨料灌注量大，灌注时间长，灌注中钻孔堵孔后扫孔次数多，事后骨料的清淤量大，导致堵水和复矿的时间滞后，无效工程量大；
3）本实用新型能有效控制骨料外流：由于网片能通过水流但不能漏过米石、碎石等粗骨料，因此本装置能有效控制大粒径粗骨料的外流，尤其在矿井特大动水截流抢险工程能发挥重大的作用；
4）本实用新型装置在建造时取材方便，简单易行，使用的树脂锚固剂、锚索、托盘、锁具（含夹具）及钢丝绳（含绳夹及绳环）、网片等都是矿井常用的物件，原材料取材方便，价格低廉；锚索支护是矿井掘进最常见的支护方式之一，巷道掘进中经常使用，因此工人能操作熟练。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的侧视图；
图3为锚索与钢丝绳连接处的结构示意图；
图4为本实用新型提供的一种使用参考图；
图5为本实用新型的另一种使用状态参考图。
其中：1. 巷道顶板，2. 巷道底板，3. 煤帮，4.锚索，5.网片，6.钢丝绳，7.托盘，8. 第一锁具，9. 第二锁具，10. 马蹄环，11.锚索孔。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。
矿井发生突水后，在紧急抢险的过程中，根据注浆堵水方案，选定堵水巷道及锚索网架位置，之后着手进行安装工作。
参见图1、2，一种用于矿井动水截流的锚索网架巷道截流装置，装置包括锚索网架，锚索网架包括网片5、多根钢丝绳6及间隔设置在巷道顶板1、巷道底板2和两侧煤帮壁上的锚索4，多根钢丝绳6交错形成钢丝绳网，其交叉处固定连接，每根钢丝绳6的端部分别与锚索4连接，网片5在迎水面一侧覆盖在钢丝绳6上并与钢丝绳6固定。
参见图3，锚索4通过锚索孔11设置在巷道顶板1、底板2和两侧煤帮壁上，锚索孔11与巷道顶板1、底板2和两侧煤帮垂直；
位于锚索孔11外端的锚索4上设置有托盘7、第一锁具8和第二锁具9，第二锁具9位于锚索头部，第一锁具8和第二锁具9之间设置有用于固定钢丝绳6的马蹄环10。
数根钢丝绳6分别沿水平方向和垂直方向交叉围成钢丝绳网；所述锚索4形成的平面与巷道底板的夹角是90°~45°；锚索孔11的孔间距为0.3~0.5m；锚索4大小为15.2㎜或17.8㎜；钢丝绳6的直径为8~10㎜；网片5为席形编制钢筛网，其金属丝径为3~4㎜，网孔为4~5㎜。
在安装时，沿巷道顶板1、底板2及两个侧帮施工一圈锚索孔11；在每个锚索孔11中下入快速凝固高强度树脂锚固剂卷，然后将锚索4插入锚索孔中，锚头外露长度大于15cm；快速安装锚索的托盘7、第一锁具8和夹具，然后在锚头顶部再设置第二锁具9和夹具，再将马蹄环10套装在相邻两个锁具之间；将事先已在两端用钢丝绳夹制作有两个绳环的钢丝绳中已紧固好的一个绳环套在马蹄环内，上紧马蹄环销子，钢丝绳中另一个未紧固的绳环套装在对应的另一个马蹄环中，上紧销子后用力拉紧钢丝绳，再用钢丝绳夹子夹紧卡死；用钢丝绳6将巷道顶板1与底板2、左侧煤帮与右侧煤帮之间的锚头对应连接起来；水平钢丝绳与垂向钢丝绳的交叉处用粗铁丝从十字的两个对角分两道拧紧，将网片5用匝丝固定在钢丝绳6网格上，网片5之间要相互连接，最后连接成整体；网片5边缘要与巷道的顶板1、底板2和两侧煤帮3接触。
本实用新型的工作原理是：网片5被固定在锚索4上，在突水量巨大的情况下，水流会逐步漫过巷道底板2淹没锚索网片，在地面灌注骨料进行截流的过程中，由于网片5能过水但不能漏粗骨料，因此骨料灌注堵水中绝大多数骨料会在拦网内一层层慢慢堆积，只有细骨料砂子及极少量的粗骨料会逸出，随着骨料充填量的增大，当骨料在阻水段成功接顶后，注入水泥浆即可实现截流目的。
在骨料堆积的过程中，由于网片迎水面的面积有限，且网片内外水压有一定抵消，因此水流对网片的冲击力小，网片在水作用下的变形很小。同时，由于已堆积的骨料受到本装置中锚索及网片的阻拦，加之逸出的细骨料在网片外堆积后对网片内的骨料也有支撑作用，因此锚索及网片在骨料的侧压力下不易变形和损坏。
以上所述的网片可与巷道底板垂直，也可以沿突水前进方向与底板有一定夹角。此时骨料对锚索及网片的侧压力将更小，更不易变形与损坏。
Claims (3)
1.一种用于矿井动水截流的锚索网架巷道截流装置，其特征在于：所述装置包括锚索网架，锚索网架包括网片（5）、多根钢丝绳（6）及间隔设置在巷道顶板（1）、巷道底板（2）和两侧煤帮壁上的锚索（4），多根钢丝绳（6）交错形成钢丝绳网，其交叉处固定连接，每根钢丝绳（6）的端部分别与锚索（4）连接，网片（5）覆盖在钢丝绳网靠近突水点的一侧上并与钢丝绳（6）固定。
2.如权利要求1所述的一种用于矿井动水截流的锚索网架巷道截流装置，其特征在于：所述锚索（4）通过锚索孔（11）设置在巷道顶板（1）、底板（2）和两侧煤帮壁上，锚索孔（11）与巷道顶板（1）、底板（2）和两侧煤帮垂直；
所述位于锚索孔（11）中的锚索（4）外端上设置有托盘（7）、第一锁具（8）和第二锁具（9），第二锁具（9）位于锚索头部，第一锁具（8）和第二锁具（9）之间设置有用于固定钢丝绳（6）的马蹄环（10）。
3. 如权利要求2所述的一种用于矿井动水截流的锚索网架巷道截流装置，其特征在于：所述数根钢丝绳（6）分别沿水平方向和垂直方向交叉围成钢丝绳网；所述锚索网架与巷道底板的夹角是90°~45°；锚索孔（11）的孔间距为0.3~0.5m；锚索（4）大小为15.2㎜或17.8㎜；钢丝绳（6）的直径为8~10㎜；所述网片（5）为席形编制钢筛网，其金属丝径为3~4㎜，网孔为4~5㎜。
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| CN109578026A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-04-05 | 郑州工程技术学院 | 用于岩土锚杆支撑防护结构 |
| CN113982684A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-01-28 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种用于过水巷道快速截流的组合式辅助接顶装置及方法 |
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