CN219119320U - 基于沥青混凝土与波纹钢联合支护的空间结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于沥青混凝土与波纹钢联合支护的空间结构，涉及到地下巷道硐室的加固密封技术领域，本实用新型包括基本支护、密封排水结构、紧固结构和内衬支撑结构，基本支护由支护的煤矿巷道围岩注浆、锚网及锚索组成，所述密封排水结构由大孔隙开级配排水式沥青混凝土、滤水花管和密级配沥青混凝土组成。本实用新型可有效利用矿井巷道原有支护结构，适应井下高围岩压力环境；本实用新型可通过大孔隙开级配排水式沥青混凝土和密级配沥青混凝土复合结构满足密封空间和排放围岩裂隙水的需要；基于沥青混凝土与波纹钢联合支护的空间结构应用于退出煤矿中并将退出煤矿建设成抽水蓄能电站或压缩空气储能电站。

Description

基于沥青混凝土与波纹钢联合支护的空间结构

技术领域

本实用新型涉及地下巷道硐室的加固密封技术领域，特别涉及基于沥青混凝土与波纹钢联合支护的空间结构。

背景技术

随着我国碳达峰、碳中和目标，以及构建清洁低碳安全高效的能源体系、构建以清洁能源为主体电力系统的提出，新能源必将迎来快速发展。为促进新能源消费，增强系统调节能力，保持系统稳定运行，需要配置大量的清洁储能设施。

抽水蓄能电站是目前公认的技术最成熟最经济的调峰和大规模储能电源；压缩空气储能技术，以压缩空气作为储能介质，不会对环境造成污染，对地理条件要求较低，储能容量大，技术可靠，运行寿命长，是目前大规模储能领域极具潜力发展的方向。另外，受国家能源政策调整或煤炭资源枯竭影响，许多煤矿正在或即将关闭、退出。矿井关闭后，将遗留大量地下空间资源。将该地下空间合理开发利用，建设成抽水蓄能电站或压缩空气储能电站，不仅能减少资源浪费，还变废为宝，提高矿井资源开发利用率，为关闭矿井提供一个转型脱困、可持续发展的途径。

到目前为止，国内尚无退出煤矿建成抽水蓄能电站或压缩空气储能电站的工程实例。作为抽水蓄能电站水库或压缩空气储能电站储气系统的矿井巷道的加固和密封技术是制约利用退出矿井建设储能电站的主要难题之一。本技术提供了一种能适应井下高围岩压力、高水压及巷内压力循环变化条件下的加固及密封方案，提高重构空间的稳定性和密封性，同时降低工程费用，延长服务年限。因此，提出基于沥青混凝土与波纹钢联合支护的空间结构来解决上述问题很有必要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供基于沥青混凝土与波纹钢联合支护的空间结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：基于沥青混凝土与波纹钢联合支护的空间结构，包括基本支护、密封排水结构、紧固结构和内衬支撑结构，基本支护由支护的煤矿巷道围岩注浆、锚网及锚索组成，所述密封排水结构由大孔隙开级配排水式沥青混凝土、滤水花管和密级配沥青混凝土组成，紧固结构为一个带弯钩的短锚杆，紧固结构将密封排水结构固定在围岩上，内衬支撑结构为波纹钢内衬，内衬支撑结构为大孔隙开级配排水式沥青混凝土和密级配沥青混凝土提供支撑力。

优选的，所述密封排水结构施工前，在煤矿巷道围岩上涂刷黏结剂将大孔隙开级配排水式沥青混凝土与基本支护黏合。

优选的，所述滤水花管布置于大孔隙开级配排水式沥青混凝土中，且滤水花管使用抗变形、耐腐蚀材质的花管，滤水花管中充填耐冲刷渗水粗骨料材料。

本实用新型的技术效果和优点：

1、本实用新型可有效利用矿井巷道原有支护结构，适应井下高围岩压力环境；

2、本实用新型可通过大孔隙开级配排水式沥青混凝土和密级配沥青混凝土复合结构满足密封空间和排放围岩裂隙水的需要；

3、本实用新型中使用的沥青混凝土和波纹钢结构具有一定抗侵蚀、抗冲刷，抗变形、抗开裂能力，适应巷内压力频繁变化的条件；

4、本实用新型施工简单，安全可靠，造价低。

5、基于沥青混凝土与波纹钢联合支护的空间结构应用于退出煤矿中并将退出煤矿建设成抽水蓄能电站或压缩空气储能电站。

附图说明

图1为本实用新型基于沥青混凝土与波纹钢联合支护的空间结构结构示意图。

图2为本实用新型图1中A-A断面结构示意图。

图中：1为基本支护；2为密封排水结构，2-1为大孔隙开级配排水式沥青混凝土，2-2为密级配沥青混凝土，2-3为滤水花管；3为紧固结构；4为内衬支撑结构。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了如图1-图2所示的基于沥青混凝土与波纹钢联合支护的空间结构，包括基本支护1、密封排水结构2、紧固结构3和内衬支撑结构4；其中，基本支护1由煤矿巷道围岩注浆及锚网(索)支护组成，可以提高巷道围岩稳定性，保障巷道结构安全；密封排水结构2由大孔隙开级配排水式沥青混凝土2-1、滤水花管2-3和密级配沥青混凝土2-2组成，其中大孔隙开级配排水式沥青混凝土和滤水花管起到疏水降压作用，使密级配沥青混凝土2-2和内衬支撑结构4避免承受围岩高水压影响；密级配沥青混凝土2-2起到密封储水、储气空间作用，可以将巷道内空间与围岩外部水体隔离；紧固结构3为一个带弯钩的短锚杆，可将密封排水结构2固定在围岩上；内衬支撑结构4为波纹钢内衬，为沥青混凝土结构提供支撑力，保障其不与围岩离层或产生较大变形，同时波纹钢内衬和沥青混凝土均具有一定弹性抗变形的能力，能适应内压频繁变化环境，还可将巷内压力均匀传递到围岩。

所述基本支护1可以使用巷道原有锚网支护结构，也可以补打锚杆、锚索，或巷道扩掘后重新施工锚网支护，或围岩注浆加固。

所述密封排水结构2施工前，在煤矿巷道围岩上涂刷黏结剂将大孔隙开级配排水式沥青混凝土2-1与基本支护1黏合。

所述滤水花管2-3布置于大孔隙开级配排水式沥青混凝土2-1中，可使用不锈钢花管，也可使用其他抗变形、耐腐蚀材质花管，管中可充填耐冲刷渗水粗骨料材料。

所述内衬支撑结构4作为密封排水结构2模板，在安装完成波纹钢内衬后，泵注密级配沥青混凝土2-2将波纹钢内衬与密封排水结构2之间空间填充密实。

本实用新型还公开了基于沥青混凝土与波纹钢联合支护的空间结构的施工方法，包括如上任一所述的基于沥青混凝土与波纹钢联合支护的空间结构，还包括以下步骤：

S1：对巷道原有支护结构进行评估，如原有锚网支护结构可保障巷道安全稳定，则将原锚网支护结构作为基本支护1，如原有支护不足以保障巷道安全稳定，则对原巷道进行补打锚杆、锚索，或对原巷道进行修复并重新施工锚网支护结构；

S2：施工完成基本支护1后，根据围岩条件、涌水情况、巷道断面及基本支护方式，预先施工紧固结构3，紧固结构3使用带弯钩的短锚杆将密封排水结构2拉紧固定在围岩上；

S3：在巷道围岩、支护结构和紧固结构3表面涂刷黏结剂后，及时铺设作为密封排水结构2的大孔隙开级配排水式沥青混凝土2-1，根据围岩裂隙水涌出情况，在排水层中合理位置布置适宜数量滤水花管2-3，并用振捣设备将沥青混凝土振捣密实；

S4：在密封排水结构2中大孔隙开级配排水式沥青混凝土2-1的表层涂刷黏结剂后，及时安装内衬支撑结构4的波纹钢内衬，泵注密封排水结构2中的密级配沥青混凝土2-2，将波纹钢内衬与密封排水结构2之间空间填充密实，并用振捣设备将密级配沥青混凝土振捣密实。

本实用新型还包括基于沥青混凝土与波纹钢联合支护的空间结构的应用，包括如上所述的基于沥青混凝土与波纹钢联合支护的空间结构的施工方法，基于沥青混凝土与波纹钢联合支护的空间结构应用于退出煤矿中并将退出煤矿建设成抽水蓄能电站或压缩空气储能电站。

Claims (3)

1.基于沥青混凝土与波纹钢联合支护的空间结构，其特征在于：包括基本支护(1)、密封排水结构(2)、紧固结构(3)和内衬支撑结构(4)，基本支护(1)由支护的煤矿巷道围岩注浆、锚网及锚索组成，所述密封排水结构(2)由大孔隙开级配排水式沥青混凝土(2-1)、滤水花管(2-3)和密级配沥青混凝土(2-2)组成，紧固结构(3)为一个带弯钩的短锚杆，紧固结构(3)将密封排水结构(2)固定在围岩上，内衬支撑结构(4)为波纹钢内衬，内衬支撑结构(4)为大孔隙开级配排水式沥青混凝土(2-1)和密级配沥青混凝土(2-2)提供支撑力。

2.根据权利要求1所述的基于沥青混凝土与波纹钢联合支护的空间结构，其特征在于：所述密封排水结构(2)施工前，在煤矿巷道围岩上涂刷黏结剂将大孔隙开级配排水式沥青混凝土(2-1)与基本支护(1)黏合。

3.根据权利要求1所述的基于沥青混凝土与波纹钢联合支护的空间结构，其特征在于：所述滤水花管(2-3)布置于大孔隙开级配排水式沥青混凝土(2-1)中，且滤水花管(2-3)使用抗变形、耐腐蚀材质的花管，滤水花管(2-3)中充填耐冲刷渗水粗骨料材料。

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