CN219570151U - 煤矿井下快速装配可拆除密闭墙 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及密闭墙领域，公开了煤矿井下快速装配可拆除密闭墙，包括施工部和密闭墙，施工部为巷道的其中一段，施工部周向设有限位槽，密闭墙包括预制的边缘构件和主体单元，边缘构件设置在限位槽内，边缘构件将主体单元围住，主体单元包括若干密闭构件，密闭构件均包括尺寸相同的上矩形块和下矩形块，以快速修建足够强度的密闭墙。

Description

煤矿井下快速装配可拆除密闭墙

技术领域

本实用新型涉及密闭墙领域，具体涉及煤矿井下快速装配可拆除密闭墙。

背景技术

根据煤矿防灭火细则，必须在规定时间内快速对采空区进行永久性封闭，以达到挡风、隔水和防火的效果，防止爆炸冲击，施工速度越快，越早实现防火效果，施工人员越安全。随着矿井开采规模的不断扩大，井下密闭墙量较多，采矿过程中要修建联络巷内的密闭墙，采完矿后，修建所有巷道内的密闭墙，对工作面的采空区进行永久封闭，每个工作面每年需要修建约十几个密闭墙，快速修建足够强度的密闭墙愈发重要；而密闭墙一旦修建则会使用数十年，因此密闭墙的强度也十分重要。

现有技术中密闭墙主要采用砖块或者混凝土构筑，砖块施工速度较慢，需要先将砖块和水泥运到施工位置，再将砖块一个一个地砌成密闭墙，砌一道墙至少一周时间；浇筑混凝土同样需要支模版、加固模板、搅拌混凝土、养护等步骤，施工时间同样较长，且对于需要拆除部分密闭墙的特殊情况，混凝土的密闭墙会产生裂缝，只能整体拆除。

实用新型内容

本实用新型意在提供煤矿井下快速装配可拆除密闭墙，以快速修建足够强度的密闭墙。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：煤矿井下快速装配可拆除密闭墙，包括施工部和密闭墙，施工部为巷道的其中一段，施工部周向设有限位槽，密闭墙包括预制的边缘构件和主体单元，边缘构件设置在限位槽内，边缘构件将主体单元围住，主体单元包括若干密闭构件，密闭构件均包括尺寸相同的上矩形块和下矩形块，上矩形块和下矩形块之间设有连接部，上矩形块相对于连接部上表面和一侧面凸出，下矩形块相对于连接部下表面和另一侧面凸出。

现有技术中，砖砌密闭墙时，为增强密闭墙的整体结构稳定性，通常采用多种砌筑方法，如一顺一丁式、多顺一丁式或十字式，以错开砖缝，使结构更加稳定，但这些砌筑方法需要施工人员有充分的经验，才能快速熟练地完成砌筑。

为简化砌筑过程，加快砌筑速度，实用新型人将密闭构件设计成错开连接的两部分，即上矩形块和下矩形块，错开的部分形成错位台阶，相邻两个密闭构件的错位台阶拼合在一起，不仅能传递竖向的压力，还能传递水平的冲击力。榫卯结构虽然也能传递水平和竖向的力，但至少需要在密闭构件的四个方向设置凸起和凹槽，与砖块形状相差过大，施工人员不习惯抓握，而本方案中的上矩形块或下矩形块仅需要一面与连接部相连，另外五面平整，便于施工人员抓握。

然而在实际施工过程中，实用新型人发现错位台阶之间存在缝隙，需要涂抹砂浆才能紧密结合，砂浆的厚度使上方的密闭构件往靠近下矩形块的一侧偏移，一层一层往上，偏移的尺寸不断累积，最终砌筑起来的密闭墙呈倾斜状态，而现有技术中，砖块的水平位置不受错位台阶限制，因此可以随时调整偏移，不存在上述的问题。

为弥补这种误差，实用新型人在上矩形块和下矩形块之间设置了连接部，使下方密闭构件的上矩形块和上方密闭构件的下矩形块之间留有缝隙，以便于调整错位台阶处的砂浆厚度带来的偏移。

本方案的有益效果为：

1.根据现场需要，提前设计定制边缘构件和主体单元，构件运输到现场叉装或吊装，进行安全快速装配施工，构建密闭墙，提高了施工效率。

2.上矩形块和下矩形块之间的部分形成错位台阶，不仅能传递竖向的压力，还能传递水平的冲击力，不需要学习复杂的砌筑方法，对工人技术要求底，施工效率更高。

3.上矩形块和下矩形块与连接部不相连的五个面平整，便于抓握，相较于在密闭构件的四个方向设置凸起和凹槽，施工效率更高。

优选的，作为一种改进，边缘构件包括四个限位条，四个限位条一侧均为与密闭构件形状匹配的阶梯状，四个限位条另一侧均为平面。如此设置，将位于主体单元边缘的多个密闭构件同时与一个限位条连接，进而提高了结构的整体性，进而提升承载力和耐久性；若密闭构件的错位台阶直接与限位槽接触会产生缝隙，无法密实，而限位条能同时与密闭构件和限位槽紧密的结合在一起。

优选的，作为一种改进，限位条与限位槽之间设有填充袋，填充带内填充有发泡水泥。如此设置，为增强结构的稳定性，本方案将密闭墙设置在限位槽内，但对于密闭墙施工到最后的边缘部分，密闭构件无法通过已施工部分和限位槽之间的缝隙进而填充限位槽，而填充袋能通过该缝隙，再将发泡水泥灌入填充袋内，发泡水泥膨胀后即可填充限位槽，进而反向抵紧整个密闭墙的结构。

优选的，作为一种改进，密闭墙有两个，两个密闭墙之间设有填充单元，填充单元包括若干预制的填充构件，填充构件为矩形。如此设置，通过两个密闭墙为填充单元提供约束，增强了整体结构稳定性，相较于全部使用密闭墙，在相同的密封体积下，中间使用更廉价的填充构件更利于成本控制；施工完成后，由于填充构件和密闭构件均为一层一层堆叠起来，对于靠近采空区一侧的密闭墙，若受到采空区的爆炸等冲击破坏，受到冲击的部位能通过填充构件将水平力传递给远离采空区一侧的密闭墙对应位置，进而提醒外面的人对这个部位进行补强；若采用黄土替代密闭墙，采空区的冲击被黄土扩散至远离采空区的密闭墙整体，等外面的人发现正面密闭墙都承受不住冲击，再进行补强已经晚了。

优选的，作为一种改进，还包括管道单元，管道单元水平穿过密闭墙和填充单元，管道单元从上到下依次包括措施管、观测管和防水管，防水管远离采空区一端为向下弯的U形部。如此设置，采空区火灾时，通过措施管将水泥或砂浆从措施管灌入，进而达到灭火的目的；从观测管抽气，检测气体成分和温度，进而观测采空区内的情况，早预防、早治理；当由于渗水，采空区内水位升高后，积水可以从防水管流出，当水位降低后，依旧有一部分水残留在U形部内，实现防水管的密封，从而防止采空区的气体从防水管流出，进而提高密闭墙的气密性。

优选的，作为一种改进，措施管、观测管和防水管均位于密闭墙中间，措施管、观测管和防水管均穿过上矩形块和下矩形块，上矩形块和下矩形块均属于不同的密闭构件。如此设置，通过措施管、观测管和防水管将不同的密闭构件串成一个整体，从而提高结构的整体性，进而提高结构的强度。

优选的，作为一种改进，密闭构件矩阵排列，两排密闭构件之间，上矩形块、下矩形块和连接部围合形成长条形的密封腔，密封腔内设有钢筋。如此设置，通过钢筋将一排密闭构件连接成一个整体，从而提高结构的整体性，进而提高结构的强度。

优选的，作为一种改进，主体单元包括第一主体单元和第二主体单元，第一主体单元和第二主体单元均分为四个等面积的矩形区域，四个矩形区域的重合点为中心点，矩形区域内的密闭构件的下矩形块与中心点的距离均小于上矩形块与中心点的距离，以使四个矩形区域之间的部分形成十字形凹槽，第一主体单元和第二主体单元的十字形凹槽拼合成一个十字通道，十字通道内设有钢筋混凝土。如此设置，有以下优点：

1.密闭墙主要依靠限位槽和错位台阶抵抗水平冲力，而离限位槽越远，抵抗水平冲力的能力越弱，而本方案通过十字通道内的钢筋混凝土连接中心点与限位槽，提高了密闭墙抵抗水平冲力的能力。

2.密闭墙的结构主要基于限位条在限位槽内形成框架结构，再在框架结构内填充密闭构件，然而框架结构的尺寸与巷道断面大小有关，框架尺寸越大，框架对中心位置的密闭构件的约束力越小，而本方案通过十字通道内的钢筋混凝土将框架结构分为四个小框架，缩小了每个框架的尺寸，提高了框架结构对中心位置密闭构件的约束力。在常规技术手段中，为保证结构稳定，通常先施工完框架结构，在砌筑密闭构件，但本方案反其道而行，在砌筑密闭构件的过程中，预留十字通道，节省了钢筋混凝土的支模加固时间，直接以十字通道为模具进行浇筑，提高了工作效率。

3.钢筋混凝土硬化过程中发热膨胀，分别挤压四个矩形区域的密闭构件，使密闭墙结构更加密实。

附图说明

图1为实施例1主视图；

图2为图1中截面A-A剖视图(省略了剖面线)；

图3为实施例1密闭构件三维轴测图；

图4为实施例2主视图；

图5为实施例4主视图；

图6为图5中截面B-B剖视图(省略了剖面线)。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：施工部1、限位条210、填充袋220、密闭构件230、上矩形块231、下矩形块232、连接部233、错位台阶234、密封腔235、第一主体单元240、第二主体单元250、十字通道260、水平钢筋261、竖向钢筋262、管道单元3、措施管310、观测管320、防水管330、U形部331、填充构件4。

实施例1

实施例1基本如图1所示：煤矿井下快速装配可拆除密闭墙，包括施工部1、管道单元3和两个密闭墙，两个密闭墙之间设有填充单元。

巷道左侧为采空区，即需要密闭的对象，巷道右侧通向地面，施工部1为巷道的其中一段，施工部1周向开有两个限位槽，两个密闭墙均包括预制的边缘构件和主体单元。

主体单元包括若干密闭构件230，密闭构件230矩阵排列，如图3所示，密闭构件230均包括尺寸相同的上矩形块231和下矩形块232，上矩形块231和下矩形块232之间设有连接部233，上矩形块231、下矩形块232和连接部233一体成型，两排密闭构件230之间，上矩形块231、下矩形块232和连接部233围合形成长条形的密封腔235，本实施例中，上矩形块231的尺寸为500×500×400mm，连接部233尺寸为450×100mm，上矩形块231相对于连接部233上表面和一侧面凸出，下矩形块232相对于连接部233下表面和另一侧面凸出，上矩形块231和连接部233、下矩形块232和连接部233之间均形成错位台阶234，错位台阶234高50mm，为便于显示，图3中用虚线表示连接部233的透视结构，一块密闭构件230总厚度900mm，与密闭墙厚度相等。填充单元包括填充构件4，填充构件4为矩形。

边缘构件包括四个限位条210，四个限位条210均固定在限位槽内，如图2所示，四个限位条210分别位于主体单元的上下左右四个方向，四个限位条210将主体单元围在中间，四个限位条210一侧均为与密闭构件230形状匹配的阶梯状，另一侧均为平面，为便于运输，限位条210可根据巷道尺寸分成多段；右方和上方的限位条210与限位槽之间设有填充袋220，填充带内填充有发泡水泥。

如图1所示，管道单元3水平穿过密闭墙和填充单元，管道单元3所穿过的密闭构件230和填充构件4上均开有预制孔，管道单元3从上到下依次包括措施管310、观测管320和防水管330，措施管310和观测管320上均设有阀门。本实施例中，巷道高度为H，措施管310离巷道顶部距离为300mm，在输送混凝土或砂浆的设备能够与措施管310连接的前提下，尽可能抬高措施管310的高度，以便于输送足够的混凝土或砂浆来进行灭火；观测管320离巷道顶部距离为H/3，巷道高度H通常为4米，H/3高于大部分人的身高，观测人员头部不容易碰到观测管320，观测管320位置较高也不容易被杂物堵住；防水管330离巷道底部距离为300mm，远离采空区一端为向下弯的U形部331，当由于渗水，采空区内水位升高后，水能从防水管330流出，防止积水对密闭墙和填充单元进行侵蚀，当水位降低后，依旧有一部分水残留在U形部331内，实现防水管330的密封，从而防止采空区的气体从防水管330流出，进而提高密闭墙的气密性。

本实施例中，密闭构件230、填充构件4和边缘构件的固定方式均为通过快速粘合剂固定，快速粘合剂可以是砂浆，也可以是其他粘合剂，密闭构件230、填充构件4和边缘构件均为预制，其中密闭构件230为钢筋混凝土，填充构件4为发泡水泥或高分子材料。

具体实施步骤如下：

1.使用掏槽机在施工部1靠近采空区一侧开出限位槽，砌筑靠近采空区一侧的密闭墙，具体的，如图2所示，将左侧和下侧的限位条210固定在限位槽内，将密闭构件230从左至右，从下至上呈阶梯依次砌筑，将开有预制孔的密闭构件230砌筑在设计位置，将右侧和上侧的限位条210与边缘的密闭构件230固定，在右侧和上侧的限位条210与限位槽中间放入填充袋220，往填充带内填充发泡水泥，等待发泡水泥凝固。

2.砌筑填充单元，将填充构件4从左至右、从下至上、由靠近采空区一侧至远离采空区一侧呈阶梯依次砌筑，将开有预制孔的填充构件4砌筑在设计位置。

3.与第一步同理，砌筑远离采空区一侧的密闭墙。

4.将措施管310、观测管320和防水管330穿过预制孔，在措施管310、观测管320和防水管330与预制孔之间的缝隙灌注砂浆。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于：连接部233尺寸为300×100mm，错位台阶234高200mm，如图4所示，一个密闭墙内，一根管道所穿过的密闭构件230有两块，即一块密闭构件230的上矩形块231和另一块密闭构件230的下矩形块232。

实施例3

实施例3在实施例1的基础上：密封腔235内设有通长钢筋。

实施例4

实施例4与实施例3的区别在于：四个限位条210靠近密闭构件230一侧的中部均预埋有钢筋头，如图5所示，主体单元还包括第一主体单元240和第二主体单元250。如图6所示，为便于显示，图中省略了管道单元3，第一主体单元240和第二主体单元250均分为四个等面积的矩形区域，四个矩形区域的重合点为中心点，矩形区域内的密闭构件230的下矩形块232与中心点的距离均小于上矩形块231与中心点的距离，以使四个矩形区域之间的部分形成十字形凹槽，第一主体单元240和第二主体单元250的十字形凹槽拼合成一个十字通道260，其中，如图5所示，第一主体单元240设置在远离采空区一侧，第一主体单元240内的密闭构件230的上矩形块231在下矩形块232右侧，为了使限位条210与密闭构件230的形状相配合，第一主体单元240上下两侧的限位条210的右端台阶更高(即右端台阶相对于左侧台阶凸起)，因此能够更好地低挡自左侧采空区向右的水平冲击力。具体的，以位于第一主体单元240下部的密闭构件230为例，通过上一排的密闭构件230的下矩形块232将水平冲击力传递给下一排的密闭构件230的上矩形块231，最终传递给限位条210的右端台阶，进而由限位槽内壁为限位条210提供支撑力，而由于限位槽设置在巷道底部，属于巷道的一部分，因此限位槽是本方案中稳定性和强度最高的位置，进而最大化提高了本方案的强度。如图6所示，第一主体单元240十字通道260内设有钢筋混凝土，钢筋混凝土内的钢筋包括横向钢筋和竖向钢筋262，横向钢筋和竖向钢筋262中部绑扎，横向钢筋和竖向钢筋262端部分别和四个限位条210上的钢筋头绑扎。

具体实施步骤在实施例3的基础上：

步骤2中还包括：如图6所示，将三根竖向钢筋262设置在设计的十字通道260位置，竖向钢筋262上下两端分别与上下两侧限位条210上的钢筋头绑扎，将第一主体单元240和第二主体单元250施工至一半高度，十字通道260下半部分形成，将三根水平钢筋261放在十字通道260内，水平钢筋261左右两端分别与左右两侧限位条210上的钢筋头绑扎，水平钢筋261和竖向钢筋262中部绑扎，将混凝土填充进十字通道260下半部分，继续施工完成第一主体单元240和第二主体单元250，预留注浆口，将十字通道260剩余部分浇筑混凝土，用砂浆封堵注浆口。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.煤矿井下快速装配可拆除密闭墙，其特征在于：包括施工部和密闭墙，施工部为巷道的其中一段，施工部周向设有限位槽，密闭墙包括预制的边缘构件和主体单元，边缘构件设置在限位槽内，边缘构件将主体单元围住，主体单元包括若干密闭构件，密闭构件均包括尺寸相同的上矩形块和下矩形块，上矩形块和下矩形块之间设有连接部，上矩形块相对于连接部上表面和一侧面凸出，下矩形块相对于连接部下表面和另一侧面凸出。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下快速装配可拆除密闭墙，其特征在于：边缘构件包括四个限位条，四个限位条一侧均为与密闭构件形状匹配的阶梯状，四个限位条另一侧均为平面。

3.根据权利要求2所述的煤矿井下快速装配可拆除密闭墙，其特征在于：限位条与限位槽之间设有填充袋，填充带内填充有发泡水泥。

4.根据权利要求3所述的煤矿井下快速装配可拆除密闭墙，其特征在于：密闭墙有两个，两个密闭墙之间设有填充单元，填充单元包括若干预制的填充构件，填充构件为矩形。

5.根据权利要求4所述的煤矿井下快速装配可拆除密闭墙，其特征在于：还包括管道单元，管道单元水平穿过密闭墙和填充单元，管道单元从上到下依次包括措施管、观测管和防水管，防水管远离采空区一端为向下弯的U形部。

6.根据权利要求5所述的煤矿井下快速装配可拆除密闭墙，其特征在于：措施管、观测管和防水管均位于密闭墙中间，措施管、观测管和防水管均穿过上矩形块和下矩形块，上矩形块和下矩形块均属于不同的密闭构件。

7.根据权利要求5所述的煤矿井下快速装配可拆除密闭墙，其特征在于：密闭构件矩阵排列，两排密闭构件之间，上矩形块、下矩形块和连接部围合形成长条形的密封腔，密封腔内设有钢筋。

8.根据权利要求7所述的煤矿井下快速装配可拆除密闭墙，其特征在于：主体单元包括第一主体单元和第二主体单元，第一主体单元和第二主体单元均分为四个等面积的矩形区域，四个矩形区域的重合点为中心点，矩形区域内的密闭构件的下矩形块与中心点的距离均小于上矩形块与中心点的距离，以使四个矩形区域之间的部分形成十字形凹槽，第一主体单元和第二主体单元的十字形凹槽拼合成一个十字通道，十字通道内设有钢筋混凝土。