一种具有自修复功能的风门及其构筑方法与流程

本发明属于煤矿井下风门的技术领域，具体的涉及一种具有自修复功能的矿井风门及其构筑方法。

背景技术：

风门是煤矿井下重要的通风设施，设置在不允许风流或部分风流通过，但需要行人和过车的巷道内，其质量与性能的优劣对矿井通风系统的稳定和过车、行人的安全起着重要的作用，而安装风门墙体的稳定性，对于风门正常使用至关重要。随着矿井开采范围的不断扩大，巷道周期地压显现明显，风门墙体经常会因采动而受影响，出现墙体损坏，风门门框变形、折断等现象，导致内部漏风严重，对矿井通风系统的安全性、稳定性和可靠性造成很大影响，对矿井的安全生产造成很大威胁。

传统煤矿井下常用风门墙体通常由砖、砂、水泥构成，在矿压较大的巷道内，由于墙体砖砂弹性非常小，墙体极易发生脱皮、掉渣、开裂、压垮、变形等现象，影响风门正常使用。墙体一旦开裂，就需要多次浇筑和对墙体产生的裂隙进行处理，这样既费时又费料。

因此，一种能方便的对墙体裂缝进行修复的矿井风门，不但能节省后期修护的人力物力，而且可以最大程度上保证风门长期安全服务。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种具有自修复功能的矿井风门。本发明提供的风门是在用于安装门框的构筑体墙体内浇灌密闭充填材料，在充填材料内部分布注有双组份胶黏剂的修复管网，当墙体出现裂缝时，修复管在应力作用下破裂，将里面的胶黏剂释放出来，达到快速治愈墙体裂缝的目的。本为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有自修复功能的矿井风门，包括风门、门框和用于安装门框的构筑体，所述构筑体包括地基、墙体和拱顶，所述构筑体的墙体内部填充有密闭充填材料，在所述密闭充填材料内部分布有装有胶黏剂的修复管，所述修复管为脆性管。

作为优选，所述门框由外门框和内门框组成，两层门框间隔60-80mm，在内外门框中间充填有缓冲材料；优选的，所述缓冲材料为泡沫、橡胶等。

作为优选，所述构筑体的墙体上部施工侧开设有浇筑孔；优选的，所述墙体内部填充的密闭充填材料为水泥砂浆、发泡混凝土、高标号混凝土或高分子泡沫材料中的一种。

作为优选，所述修复管为双管并行的管道结构，所述修复管为双孔管。

作为优选，所述修复管内分别灌注有双组份的化学胶黏剂；优选的，所述双组分胶黏剂为阻燃型的聚氨酯注浆材料及其催化剂、阻燃型的环氧树脂注浆材料及其固化剂，或者其他的化学注浆材料及其催化剂中的一种或几种；优选的，所述修复管的材质为玻璃，或陶瓷，或高分子材料，壁厚为1mm-4mm；优选的，所述修复管可以直线型布设，也可以连续U型布设。

作为优选，所述密闭充填材料内部还分布有与所述修复管连通的主输浆管。

作为优选，所述主输浆管为双管并行的管道结构，在两个管道内分别注有催化剂和注浆材料；优选的，所述主输浆管为钢管或塑料管；优选的，所述主输浆管的每个管道上部开设有进浆口和气孔。

作为优选，所述主输浆管通过进浆口连通有输送系统。

作为优选，所述输送系统包括注浆泵和输送管道；优选的，所述注浆泵为螺杆式注浆泵；优选的，所述输送管道为矿用高压胶管，两个输送管道分别输送催化剂和注浆材料；优选的，所述输送管道直径为10mm-30mm，耐压大于8MPa。

本发明的目的之二在于提供上述风门的构筑方法。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种具有自修复功能的矿井风门的构筑方法，包括以下步骤：

（1）在开设风门的位置安装内外门框，并在两门框之间充填泡沫、橡胶等材料，内外门框之间的距离为100-150mm；

（2）在巷道围岩周壁掏槽，槽深不小于200mm，掏槽后按照外门框的外形尺寸砌筑地基和拱顶；

（3）在距离围岩周壁和拱顶100-200mm的位置安装两个倒U型主输浆管，在距离外门框100-200mm的位置分别安装与外门框高度一致的四根直线型主输浆管，在倒U型的主输浆管顶部开设一个气孔，在气孔左右两侧开设进浆口，在直线型主输浆管上部开设气孔，在气孔下部开设进浆口，进浆口与气孔的距离为50-100mm；

（4）用修复管把倒U型主输浆管与直线型主输浆管连通，在外门框以上的部位，用修复管将左右两侧的倒U型主输浆管连通，相邻修复管之间的距离为100-400mm；

（5）砌筑墙体，并在墙体上部施工侧开设浇筑孔，墙体与主输浆管之间的距离为100mm-200mm；

（6）往墙体内部浇筑密闭充填材料，浇筑完毕后将浇筑孔封闭；

（7）将胶黏剂的输送系统的输送管道与进浆口相连，向主输浆管及修复管内输送双组份胶黏剂，注浆完毕后将进浆口和气孔封闭；

（8）在内门框上安装风门。

本发明的有益效果

（1）本发明的用于安装门框的构筑体墙体内部铺设有脆性的修复管，在修复管内部注有阻燃的双组分胶黏剂。当构筑体墙体内部的充填材料出现裂缝时，修复管在应力作用下破裂，将内部阻燃型的双组份胶黏剂释放出来，迅速愈合充填材料形成的裂缝，具有及时、高效、快速、自修复的特点。

（2）设置内外两个门框不但可以有效保护风门，而且在两门框中间充填泡沫、橡胶等具有缓冲作用的材料，可以进一步提高抗压能力，延长风门使用年限，具有极高的经济效益。

（3）可以通过注浆泵定期向修复管中注入愈合剂，保证修复管内愈合剂充分，进而及时有效地治愈裂缝。

（4）采用阻燃型的聚氨酯注浆材料（及其催化剂）、阻燃型的环氧树脂注浆材料（及其固化剂），或者其他的化学注浆材料（及其催化剂）作为胶黏剂，治愈效果更佳。

附图说明

图1为风门主视图；

图2为双组份胶黏剂输送系统结构图；

图3、图4为本发明实施例的胶黏剂治愈混凝土裂缝图。

图中：1：拱顶 2：进浆口 3：气孔 4：主输浆管 5：修复管 6：外门框 7：内门框 8：缓冲材料 9：风门 10：浇筑孔 11：注浆泵 12：输送管道 13：高标号混凝土 14：墙体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的一种具有自修复功能的风门及其构筑方法作进一步说明。

实施例1

通过图1和图2可以看出，一种具有自修复功能的矿井风门，包括风门9、门框和用于安装门框的构筑体，所述构筑体包括地基、墙体14和拱顶1，所述构筑体的墙体14内部填充有密闭充填材料，在所述密闭充填材料内部分布有装有胶黏剂的修复管5，所述修复管5为脆性管。

作为优选，所述门框由外门框6和内门框7组成，两层门框间隔80mm，在内外门框中间充填有缓冲材料8，所述缓冲材料选用橡胶。

作为优选，所述构筑体的墙体14上部施工侧开设有浇筑孔10；所述墙体14内部填充的密闭充填材料为高标号混凝土。

作为优选，所述修复管5为双管并行的管道结构，所述修复管5为双孔管，所述修复管5内分别灌注有双组份的化学胶黏剂，所述双组分胶黏剂为阻燃型的环氧树脂注浆材料及其固化剂；所述修复管5的材质为陶瓷，壁厚为1mm；所述修复管5可以直线型布设，也可以连续U型布设。

作为优选，所述密闭充填材料内部还分布有与所述修复管连通的主输浆管4，所述主输浆管4为双管并行的管道结构，在两个管道内分别注有催化剂和注浆材料；所述主输浆管4为钢管；所述主输浆管4的每个管道上部开设有进浆口2和气孔3。

作为优选，所述主输浆管4通过进浆口2连通有输送系统，所述输送系统包括注浆泵11和输送管道12；所述注浆泵11为螺杆式注浆泵；所述输送管道12为矿用高压胶管，两个输送管道12分别输送催化剂和注浆材料；所述输送管道12直径为10mm-30mm，耐压大于8MPa。

实施例2

一种具有自修复功能的矿井风门的构筑方法，包括以下步骤：

（1）在开设风门的位置安装内外门框，并在两门框之间充填泡沫、橡胶等材料，内外门框之间的距离为100mm；

（2）在巷道围岩周壁掏槽，槽深不小于200mm，掏槽后按照外门框的外形尺寸砌筑地基和拱顶；

（3）在距离围岩周壁和拱顶100mm的位置安装两个倒U型主输浆管4，在距离外门框100mm的位置分别安装与外门框高度一致的四根直线型主输浆管4，在倒U型的主输浆管顶部开设一个气孔3，在气孔3左右两侧开设进浆口2，在直线型主输浆管上部开设气孔3，在气孔3下部开设进浆口2，进浆口2与气孔3的距离为100mm；

（4）用修复管5把倒U型主输浆管与直线型主输浆管连通，在外门框6以上的部位，用修复管5将左右两侧的倒U型主输浆管连通，相邻修复管5之间的距离为100mm；

（5）砌筑墙体14，并在墙体14上部施工侧开设浇筑孔10，墙体14与主输浆管4之间的距离为200mm；

（6）往墙体14内部浇筑密闭充填材料，浇筑完毕后将浇筑孔10封闭；

（7）将胶黏剂的输送系统的输送管道12与进浆口2相连，向主输浆管4及修复管5内输送双组份胶黏剂，注浆完毕后将进浆口2和气孔3封闭；

（8）在内门框7上安装风门9。

实施例3

通过图1和图2可以看出，一种具有自修复功能的矿井风门，包括风门9、门框和用于安装门框的构筑体，所述构筑体包括地基、墙体14和拱顶1，所述构筑体的墙体14内部填充有密闭充填材料，在所述密闭充填材料内部分布有装有胶黏剂的修复管5，所述修复管5为脆性管。

作为优选，所述门框由外门框6和内门框7组成，两层门框间隔60mm，在内外门框中间充填有缓冲材料8，所述缓冲材料选用泡沫。

作为优选，所述构筑体的墙体14上部施工侧开设有浇筑孔10；所述墙体14内部填充的密闭充填材料为发泡混凝土。

作为优选，所述修复管5为双管并行的管道结构，所述修复管5为双孔管，所述修复管5内分别灌注有双组份的化学胶黏剂，所述双组分胶黏剂为阻燃型的环氧树脂注浆材料及其固化剂；所述修复管5的材质为陶瓷，壁厚为4mm；所述修复管5可以直线型布设，也可以连续U型布设。

作为优选，所述密闭充填材料内部还分布有与所述修复管连通的主输浆管4，所述主输浆管4为双管并行的管道结构，在两个管道内分别注有催化剂和注浆材料；所述主输浆管4为钢管；所述主输浆管4的每个管道上部开设有进浆口2和气孔3。

作为优选，所述主输浆管4通过进浆口2连通有输送系统，所述输送系统包括注浆泵11和输送管道12；所述注浆泵11为螺杆式注浆泵；所述输送管道12为矿用高压胶管，两个输送管道12分别输送催化剂和注浆材料；所述输送管道12直径为10mm-30mm，耐压大于8MPa。

实施例4

一种具有自修复功能的矿井风门的构筑方法，包括以下步骤：

（1）在开设风门的位置安装内外门框，并在两门框之间充填泡沫、橡胶等材料，内外门框之间的距离为150mm；

（2）在巷道围岩周壁掏槽，槽深不小于200mm，掏槽后按照外门框的外形尺寸砌筑地基和拱顶；

（3）在距离围岩周壁和拱顶200mm的位置安装两个倒U型主输浆管4，在距离外门框100mm的位置分别安装与外门框高度一致的四根直线型主输浆管4，在倒U型的主输浆管顶部开设一个气孔3，在气孔3左右两侧开设进浆口2，在直线型主输浆管上部开设气孔3，在气孔3下部开设进浆口2，进浆口2与气孔3的距离为50mm；

（4）用修复管5把倒U型主输浆管与直线型主输浆管连通，在外门框6以上的部位，用修复管5将左右两侧的倒U型主输浆管连通，相邻修复管5之间的距离为400mm；

（5）砌筑墙体14，并在墙体14上部施工侧开设浇筑孔10，墙体14与主输浆管4之间的距离为100mm；

（6）往墙体14内部浇筑密闭充填材料，浇筑完毕后将浇筑孔10封闭；

（7）将胶黏剂的输送系统的输送管道12与进浆口2相连，向主输浆管4及修复管5内输送双组份胶黏剂，注浆完毕后将进浆口2和气孔3封闭；

（8）在内门框7上安装风门9。

实施例5

本实施例采用的修复管为若干直线型玻璃管、所用双组份胶黏剂为阻燃型的聚氨酯注浆材料及其催化剂、两门框之间具有缓冲作用的材料为高分子泡沫材料。

通过图1和图2可以看出，自修复风门包括：拱顶1、进浆口2、气孔3、主输浆管4、修复管5、外门框6、内门框7、缓冲材料8、风门9、浇筑孔10、注浆泵11和输送管道12。在开设风门的位置安装内外门框，并在两门框之间充填泡沫8，内外门框之间的距离为120mm，在巷道围岩周壁掏槽，且槽深不小于200mm，掏槽后按照外门框6的外形尺寸砌筑地基和拱顶，在距离围岩周壁和拱顶150mm的位置安装两个倒U型主输浆管4，在距离外门框6 150mm的位置分别安装与外门框6高度一致的四根直线型主输浆管4，在倒U型的主输浆管顶部开设一个气孔3，在气孔3左右两侧开设进浆口2，在直线型主输浆管上部开设气孔3，在气孔3下部开设进浆口2，进浆口2与气孔3的距离为80mm，用修复管5把倒U型主输浆管与直线型主输浆管连通，在外门框6以上的部位，用修复管5将左右两侧的倒U型主输浆管4连通，相邻修复管5之间的距离为300mm，用砖石砌筑墙体，墙体与主输浆管之间的距离为150mm，并在墙体上部施工侧开设浇筑孔10，从浇筑孔10往墙体内部浇筑高标号混凝土13，浇筑完毕后将浇筑孔10封闭，将胶黏剂的输送系统的输送管道12与进浆口2相连，向主输浆管4及修复管5内输送双组份胶黏剂，注浆完毕后将进浆口2和气孔3封闭，在内门框7上安装风门9。当构筑体墙体内部的混凝土出现裂缝时，修复管5在应力作用下破裂，将内部的阻燃型的聚氨酯注浆材料及其催化剂释放出来，在催化剂的作用下，聚氨酯迅速修复混凝土上的裂缝，可以达到及时治愈裂缝的目的。定期打开进浆口2和气孔3，往主输浆管4和修复管5内补充双组份胶黏剂。

图3、图4为本发明实施例的胶黏剂治愈混凝土裂缝图。当混凝土出现裂缝后，修复管5在应力作用下破裂，将愈合剂释放出来，愈合剂顺着裂缝流出，将裂缝愈合。从图中可以看出，愈合剂将裂缝紧密胶合在一起，并且在裂缝处分布比较均匀，裂缝充填程度较高。可见，愈合剂在修复管5破裂后能被均匀释放到裂缝中，与混凝土胶结，实现对裂缝的愈合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。