拱形緩沖墻防水密閉結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煤礦巷道內(nèi)的密閉，具體為拱形緩沖墻防水密閉結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤礦在生產(chǎn)過(guò)程中，在不容許風(fēng)流通過(guò)和不需要通行的巷道必須構(gòu)筑永久密閉， 以便于提高礦井風(fēng)量利用率、增加生產(chǎn)過(guò)程中的安全系數(shù)、增強(qiáng)礦井抗災(zāi)能力。但由于密閉 封閉區(qū)域可能存在水患、火情、圍巖壓力大等不穩(wěn)定因素，因此在的特殊地點(diǎn)構(gòu)筑密閉時(shí)需 對(duì)密閉進(jìn)行加固處理，以防止密閉損壞發(fā)生礦井災(zāi)害事故，造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。由于 過(guò)去采空區(qū)構(gòu)筑的密閉厚度、規(guī)格不詳，其外圍構(gòu)筑的密閉均為防火密閉，并未考慮水災(zāi)隱 患。煤礦上有時(shí)會(huì)發(fā)生采空區(qū)密閉涌水量突然增大事故，因此為防止采空區(qū)密閉被水沖垮， 必須對(duì)存在水災(zāi)隱患的區(qū)域重新構(gòu)筑防水密閉。由于目前防水密閉并無(wú)相關(guān)明確規(guī)定，因 此，為提高抗水災(zāi)能力，防止采空區(qū)密閉被積水沖垮而發(fā)生水災(zāi)事故，需要對(duì)防水密閉進(jìn)行 重新設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有構(gòu)筑的密閉結(jié)構(gòu)不能防患水災(zāi)的問(wèn)題，提供了拱形緩沖墻防 水密閉結(jié)構(gòu)。
[0004] 本發(fā)明是采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：拱形緩沖墻防水密閉結(jié)構(gòu)，包括密閉里墻 和密閉外墻，密閉里墻和密閉外墻的墻厚都為2m，密閉里墻和密閉外墻內(nèi)橫豎分別均勻布 置若干工字鋼，并在橫豎工字鋼交叉點(diǎn)固定連接，密閉里墻和密閉外墻之間充填3m厚粉煤 灰，密閉里墻內(nèi)側(cè)構(gòu)筑緩沖墻，緩沖墻包括和密閉里墻緊貼的拱形墻，拱形墻端部向里延伸 形成長(zhǎng)度為3m的分體墻，密閉外墻外側(cè)0.5m處構(gòu)筑厚0.5m、高1.5m的擋水墻，擋水墻距離底 板1.2m處留設(shè)有若干排水管，外墻距離頂板0.3m處留設(shè)注射孔，用于為密閉中間墻體充填 粉煤灰，密閉內(nèi)還插入有觀(guān)測(cè)管，且在密閉距底板0.6m處設(shè)置反水管。
[0005] 本發(fā)明對(duì)密閉結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，在構(gòu)筑密閉里墻和外墻時(shí)，加入橫豎均勻布置的工 字鋼，保證密閉墻體的堅(jiān)固性和可靠性，進(jìn)一步提高抗壓強(qiáng)度;在密閉結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加緩 沖墻，用于在大量積水涌向密閉時(shí)，減小對(duì)密閉的沖擊力，之所以選擇拱形結(jié)構(gòu)的緩沖墻， 從力學(xué)角度分析，平面墻所受壓力為全部沖擊力;而對(duì)于拱形結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，拱形墻墻體本身所 受壓力為沖擊力在垂直拱形墻面上的一個(gè)分力，從而減小了密閉本身所受壓力，增加了密 閉的抗沖擊性;反水管可排放緩沖墻側(cè)的積水，減小密閉所承受的壓力。
[0006] 防水密閉在水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜或受水患威脅的礦井是必不可少的防水工程。 我國(guó)煤礦隨著開(kāi)采進(jìn)度的加劇，深度的增加，大多礦井面臨水患問(wèn)題。在治理方法上，都采 用加固密閉墻體、改變密閉結(jié)構(gòu)以及液壓技術(shù)的應(yīng)用等方法。本發(fā)明提供的拱形緩沖墻防 水密閉結(jié)構(gòu)，是在楔形防水密閉的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，承擔(dān)水壓效果較楔形防水密閉更加顯 著。拱形緩沖墻防水密閉的構(gòu)筑，相比楔形密閉以及液壓技術(shù)在防水密閉上的使用，造價(jià)更 低，使用效果顯著，并能有效治理水患問(wèn)題，為礦井安全生產(chǎn)創(chuàng)造了良好的條件，帶來(lái)了一 定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，可在礦井采掘工作面中推廣使用。
【附圖說(shuō)明】
[0007] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008] 圖2為圖1的I-I剖視圖。
[0009] 圖3為圖1的Π -Π 剖視圖。
[0010]圖中：1-密閉里墻，2-密閉外墻，3-工字鋼，4-粉煤灰，5-拱形墻，6-分體墻，7-擋水 墻，8-排水管，9-注射管，10-觀(guān)測(cè)管，11-反水管。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 拱形緩沖墻防水密閉結(jié)構(gòu)，包括密閉里墻1和密閉外墻2,密閉里墻1和密閉外墻2 的墻厚都為2m，密閉里墻1和密閉外墻2內(nèi)橫豎分別均勻布置若干工字鋼3,并在橫豎工字鋼 交叉點(diǎn)固定連接，密閉里墻1和密閉外墻2之間充填3m厚粉煤灰4，密閉里墻1內(nèi)側(cè)構(gòu)筑緩沖 墻，緩沖墻包括和密閉里墻緊貼的拱形墻5,拱形墻5端部向里延伸形成長(zhǎng)度為3m的分體墻 6，密閉外墻2外側(cè)0.5m處構(gòu)筑厚0.5m、高1.5m的擋水墻7，擋水墻7距離底板1.2m處留設(shè)有若 干排水管8，外墻距離頂板0.3m處留設(shè)注射管9，用于為密閉中間墻體充填粉煤灰，密閉內(nèi)還 插入有觀(guān)測(cè)管10，且在密閉距底板0.6m處設(shè)置反水管11。
[0012] 具體實(shí)施時(shí)，密閉結(jié)構(gòu)施工工藝及技術(shù)要求：1)密閉必須建筑在頂?shù)装鍒?jiān)硬的煤 巖上，四周要掏槽，其規(guī)格為：左手幫槽深為見(jiàn)實(shí)煤后的〇.5m，右手幫槽深為見(jiàn)實(shí)煤后的 〇. 8m，底槽為見(jiàn)實(shí)煤后的0.2m，掏槽寬度要大于密閉厚度的0.3m，密閉與槽壁之間必須用水 泥砂漿灌注嚴(yán)實(shí);2 )構(gòu)筑密閉墻時(shí)的6根工字鋼，每個(gè)交叉點(diǎn)都用抱箍抱緊并澆筑;3 )砌墻 時(shí)，必須將底槽內(nèi)的浮煤清理干凈，先鋪一層砂漿（砂漿要求:水泥、砂子的比例為1:3 )，再 砌墻基;4)砌墻時(shí)，要分層砌起，片石要相互壓茬、砌齊、砌正，不得出現(xiàn)通縫，同時(shí)每砌一層 片石，必須用水泥砂漿灌注一次，要嚴(yán)密不留空洞;5)抹面材料使用水泥砂漿，抹面時(shí)，要求 平直、光滑不漏風(fēng)，（Im長(zhǎng)度內(nèi)凸凹高差不大于10mm)，無(wú)裂縫、重縫、空縫，在抹面的同時(shí)， 密閉周邊要抹有〇. 2m的裙邊，抹面次數(shù)不得少于兩次。
[0013] 拱形緩沖墻密閉抗壓能力計(jì)算：參照《混凝土設(shè)施設(shè)計(jì)》礦井內(nèi)密閉載荷計(jì)算方 法，（丨C' Yi G Y... Hi:，式中：qmax-為最大抗壓力，單位為MPa; γ f-為混凝土密度， 煤密度1.38t/m3，y。一為采空區(qū)水密度，丫。=1 t/m3, Hw-為計(jì)算斷面高度，單位為m， Hd-為計(jì)算斷面距采空區(qū)積水高度，單位為πι，ζ-為側(cè)壓力系數(shù)，G=tan(45°_a/2)，根據(jù)現(xiàn) 場(chǎng)實(shí)際，可得普通密閉抗壓q max=〇.45MPa，考慮拱形緩沖墻密閉拱形面的卸壓能力，緩沖墻 與平面密閉起始夾角α=30°計(jì)算，則拱形緩沖墻密閉最大抗壓q max=0.61MPa，由此可得拱形 緩沖墻密閉能比普通密閉多承壓〇.16MPa，相當(dāng)于1.1萬(wàn)m3靜壓水的壓力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.拱形緩沖墻防水密閉結(jié)構(gòu)，其特征在于包括密閉里墻（1)和密閉外墻（2)，密閉里墻 (1)和密閉外墻(2)的墻厚都為2m，密閉里墻（1)和密閉外墻(2)內(nèi)橫豎分別均勻布置若干工 字鋼(3)，并在橫豎工字鋼交叉點(diǎn)固定連接，密閉里墻（1)和密閉外墻(2)之間充填3m厚粉煤 灰(4)，密閉里墻（1)內(nèi)側(cè)構(gòu)筑緩沖墻，緩沖墻包括和密閉里墻緊貼的拱形墻(5)，拱形墻(5) 端部向里延伸形成長(zhǎng)度為3m的分體墻(6)，密閉外墻（2)外側(cè)0.5m處構(gòu)筑厚0.5m、高1.5m的 擋水墻(7)，擋水墻(7)距離底板1.2m處留設(shè)有若干排水管(8)，外墻距離頂板0.3m處留設(shè)注 射管(9)，用于為密閉中間墻體充填粉煤灰，密閉內(nèi)還插入有觀(guān)測(cè)管（10)，且在密閉距底板 0.6m處設(shè)置反水管（11)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及煤礦巷道內(nèi)的密閉，具體為拱形緩沖墻防水密閉結(jié)構(gòu)，包括密閉里墻和密閉外墻，密閉里墻和密閉外墻的墻厚都為2m，密閉里墻和密閉外墻內(nèi)橫豎分別均勻布置若干工字鋼，并在橫豎工字鋼交叉點(diǎn)固定連接，密閉里墻和密閉外墻之間充填3m厚粉煤灰，密閉里墻內(nèi)側(cè)構(gòu)筑緩沖墻，緩沖墻包括和密閉里墻緊貼的拱形墻，拱形墻端部向里延伸形成長(zhǎng)度為3m的分體墻，密閉外墻外側(cè)0.5m處構(gòu)筑厚0.5m、高1.5m的擋水墻，擋水墻距離底板1.2m處留設(shè)有若干排水管，外墻距離頂板0.3m處留設(shè)注射孔，用于為密閉中間墻體充填粉煤灰，密閉內(nèi)還插入有觀(guān)測(cè)管，且在密閉距底板0.6m處設(shè)置反水管。本發(fā)明相比楔形密閉以及液壓技術(shù)在防水密閉上的使用，使用效果顯著，并能有效治理水患問(wèn)題。
【IPC分類(lèi)】E21F17/103
【公開(kāi)號(hào)】CN105507950
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510945297
【發(fā)明人】于斌, 孟凡龍, 謝承瑩, 楊建武, 趙君, 吳殿文, 趙科喆, 李云
【申請(qǐng)人】大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月17日