一种用于矿井动水截流的架子管网架巷道截流装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于矿井动水截流的架子管网架巷道截流装置。现有装置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，现有装置就会因为不够牢固导致适用性很差。一种用于矿井动水截流的架子管网架巷道截流装置，所述装置包括架子管网架和多根锚杆，架子管网架包括架子管网格和网片，所述架子管网格由多根架子管沿水平方向和竖直方向排列组成，其横管位于迎水面，立管位于背水面；架子管网格与巷道顶板、底板及两侧煤帮垂直连接，所述网片位于架子管网格的迎水面并固定在其横管上。本装置结构简单，材料用量少，重量轻，搭建快捷，在抢险工程中可发挥重大作用。
【专利说明】 一种用于矿井动水截流的架子管网架巷道截流装置
【技术领域】
[0001]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架子管网架巷道截流装置。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。修建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。堆建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。以上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。
[0005]由以上分析可知，现有装置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，现有装置就会因为不够牢固导致适用性很差。
实用新型内容
[0006]本实用新型旨在提供一种用于矿井动水截流的架子管网架巷道截流装置，以解决现有装置建造时间长、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。
[0007]为克服现有技术存在的问题，本实用新型所采用的技术方案是:一种用于矿井动水截流的架子管网架巷道截流装置，所述装置包括架子管网架和多根锚杆，架子管网架包括架子管网格和网片，所述架子管网格由多根架子管沿水平方向和竖直方向排列组成，其横管位于迎水面，立管位于背水面；架子管网格与巷道顶板、底板及两侧煤帮垂直连接，所述网片位于架子管网格的迎水面并固定在其横管上；
[0008]所述多根锚杆间隔排列为一排设置在架子管网格背水面一侧的巷道底板上，多根锚杆与架子管网格上的立管平行，锚杆之间通过穿锚管连接为一体，在穿锚管与架子管网格之间设置有2?3排与穿锚管平行的铺地管，穿锚管与铺地管上设置有多根与巷道轴向平行的立脚管，其通过扣件与穿锚管和铺地管连接；在立脚管与架子管网格之间设置多根支撑管，支撑管顶端与架子管网格的立管连接，其底端与立脚管连接，所述多根支撑管之间通过与穿锚管平行的连接管连接。
[0009]所述扣件包括十字扣件、一字扣件及旋转扣件，架子管网格的架子管之间距离为40 60cm,锚杆直径为16 18 mm,锚杆长度为1.5 2.0m,锚杆间距为40 60 cm,锚杆的外露段为15 cm ;穿锚管、铺地管、立脚管、支撑管、连接管及架子管网格上的横管和立管均为壁厚3.5 mm的架子管；所述网片为席形编制钢筛网，其金属丝径为3?4mm，网孔为4飞mm ;所述锚杆与架子管网格之间的距离为3?5m。
[0010]与现有技术相比较，本实用新型具有以下有益效果:
[0011]1、本实用新型安装速度快:本装置结构简单，材料用量少，重量轻，搭建快捷，在材料及设备到位的情况下，41小时即可完成钻孔和安装，整个施工时间比堆建煤袋墙少广2天，比修建化学浆墙少3飞天；在抢险工程中可发挥重大作用；
[0012]2、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，因此本方法能有效控制大粒径粗骨料外流；尤其在矿井特大动水截流抢险工程能发挥重大的作用；
[0013]3、本实用新型结构稳定，便于安装:本实用新型依靠锚杆的锚固力为支撑管提供支撑，且通过连接管把所有支撑管连为一个整体，因此结构稳定，在水流冲击和骨料堆积侧压下不会移动变形；该结构的支撑点多，便于安装:穿锚管上连接有多根立脚管，立脚管顶头的架子管网格竖管在网格横管的后面，竖管上没有网片，可使立脚管和网架立管在水平和垂向上形成直角三角形的两个直角边，上下两根管子上有多个支撑点，便于支撑管的紧固与安装；
[0014]4、本实用新型减少了堵水工程量，缩短了堵水复矿时间:本装置可应用在距离出水点较近的位置，减小了阻水段的长度和骨料用量；常规截流堵水装置因不能有效控制骨料外流，骨料灌注量大，灌注中钻孔堵孔后扫孔次数多，且事后骨料的清淤量大，工程费用高。对于大流量动水截流工程，本装置可减少骨料用量数万方，同时减少对应的清淤量；堵水工程和清淤复矿时间加起来可提前广2月以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的结构示意图；
[0016]图2为本实用新型的侧面图；
[0017]图3为本实用新型的架子管网格示意图。
[0018]其中:1.架子管网格,2.锚杆,3.穿锚管,4.网片，5.巷道，
[0019]6.巷道底板，7.煤帮，8.铺地管，9.立脚管，10.支撑管，11.横管，12.立管，13.连接管。
【具体实施方式】
[0020]下面结合【具体实施方式】对本实用新型进行详细的说明。
[0021]参见图1，一种用于矿井动水截流的架子管网架巷道截流装置，该装置包括架子管网格1、多根锚杆2和穿锚管3，架子管网架包括网片4和多根架子管，多根架子管沿水平方向和竖直方向排列组成与巷道轴线垂直的架子管网格1，水平方向的横管11朝向迎水面，竖直方向的立管12朝向背水面，并与巷道顶板5、底板6及两侧煤帮7连接，网片4位于架子管网格I的迎水面并固定在其横管11上；
[0022]多根锚杆2间隔排列为一排设置在架子管网格I背水面一侧的巷道底板上，多根锚杆2与架子管网格I上的立管平行，锚杆2之间通过穿锚管3连接为一体，在穿锚管3与架子管网格I之间设置有2?3排与穿锚管3平行的铺地管8，穿锚管3与铺地管8上设置有多根与巷道轴向平行的立脚管9，其通过扣件与穿锚管3和铺地管8连接；在立脚管9与架子管网格I之间设置多根支撑管10，支撑管10顶端与架子管网格I的立管连接，其底端与立脚管9连接，支撑管10之间用与穿锚管平行的连接管13连接。
[0023]本实用新型所述的穿锚管、铺地管、立脚管、支撑管、连接管及横管、立管均采用扣件式钢管架子管。
[0024]扣件包括十字扣件、一字扣件及旋转扣件，架子管网格I的架子管之间距离为4(T60cm,锚杆2直径为16?18 mm,锚杆2间距为40?60 Cm，锚杆2的外露段为15 cm ;穿锚管3、铺地管8、立脚管9、支撑管10、连接管13及架子管网格I上的横管11和立管12均为厚度3.5 mm的架子管；网片4为席形编制钢筛网，其金属丝径为3?4 mm,网孔为4飞mm。
[0025]在搭建时，首先根据阻水段所需长度和巷道完整情况，选择不小于阻水段长度的、巷道围岩完整的、垂直于巷道轴线的一个断面，该断面为阻水墙的外端。相对于常规的动水截流方法，该断面与突水点的距离比骨料扩散后骨料墙外端与突水点的距离要小很多。
[0026]在巷道断面上按照4(T60 cm的水平间距和垂直间距搭建一个与巷道轴线垂直的竖直状架子管网格；搭建中架子管网格的横杆朝向迎水面，立管朝向背水面。
[0027]在安装架子管网格的同时，在架子管网格背水面一侧的巷道底板上间隔施工一排锚杆，具体先施工锚杆孔，然后在锚杆孔中下入快速凝固高强度树脂锚固剂卷，然后将锚杆插入，夕卜露锚杆头15 cm ;实施中单根锚杆与巷道底板垂直,整排锚杆与网格立管平行；锚杆孔深度为1.5?2m,锚杆直径为16?18 mm，锚杆间距约为40?60 Cm。
[0028]将开有多孔的穿锚管与地面每个锚杆的锚头相连，连接时将穿锚管上小孔对准锚头依次穿过，穿锚管平放于巷道底板上，然后用紧固螺母套在锚头的丝扣上，拧紧锚头螺母把穿锚管固定在巷道底板地面上。
[0029]在穿锚管靠近架子管网格一侧布置2?3排平行于穿锚管的铺地管，在穿锚管及铺地管上设置多根平行于巷道轴向的立脚管，用十字扣件将立脚管与穿锚管及铺地管连接。
[0030]采用旋转扣件和支撑管把架子管网格的立管支撑起来，支撑管底端与立脚管连接，支撑管顶端与网架立管连接。
[0031]在连接穿锚管、铺地管、立脚管、支撑管及架子管网格立管的同时，迎着来水方向将网片用铁丝固定在网架横管上。
[0032]利用十字扣件和连接管，连接各个支撑管使之成为一个稳定的整体。
[0033]本实用新型的工作原理是:网片被固定在架子管网格上，在突水量巨大的情况下，水流会逐步漫过巷道底板淹没网片。在地面灌注骨料进行截流的过程中，由于网片能过水但不能漏过粗骨料，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。
[0034]在骨料堆积的过程中，由于网片阻水面的面积有限，同时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多个架子管及锚杆的支撑，加之逸出的细骨料在网片外沉淀堆积后对网片内的骨料也有支撑作用，因此网片在骨料的侧压力下不易变形和损坏。
【权利要求】
1.一种用于矿井动水截流的架子管网架巷道截流装置，其特征在于:所述装置包括架子管网架和多根锚杆(2)，架子管网架包括架子管网格(I)和网片(4)，所述架子管网格(I)由多根架子管沿水平方向和竖直方向排列组成，其横管(11)位于迎水面，立管(12)位于背水面；架子管网格(I)与巷道顶板(5)、底板(6)及两侧煤帮(7)垂直连接，所述网片(4)位于架子管网格(I)的迎水面并固定在其横管(11)上； 所述多根锚杆(2)间隔排列为一排设置在架子管网格(I)背水面一侧的巷道底板上，多根锚杆(2)与架子管网格(I)上的立管(12)平行,锚杆(2)之间通过穿锚管(3)连接为一体，在穿锚管(3)与架子管网格(I)之间设置有2?3排与穿锚管(3)平行的铺地管(8)，穿锚管(3 )与铺地管(8 )上设置有多根与巷道轴向平行的立脚管(9 )，其通过扣件与穿锚管(3)和铺地管(8)连接；在立脚管(9)与架子管网格(I)之间设置多根支撑管(10)，支撑管(10)顶端与架子管网格(I)的立管(12)连接，其底端与立脚管(9)连接，所述多根支撑管(10)之间通过与穿锚管平行的连接管(13)连接。
2.根据权力要求I所述的一种用于矿井动水截流的架子管网架巷道截流装置，其特征在于:所述扣件包括十字扣件、一字扣件及旋转扣件，架子管网格(I)的架子管之间距离为4(T60cm，锚杆(2)直径为16?18 mm，锚杆长度为1.5?2.0m，锚杆(2)间距为40?60 Cm，锚杆(2)的外露段为15 cm ;穿锚管(3)、铺地管(8)、立脚管(9)、支撑管(10)、连接管(13)及架子管网格I上的横管(11)和立管(12)均为壁厚3.5 mm的架子管；所述网片(4)为席形编制钢筛网，其金属丝径为3?4mm，网孔为Γ5ιμ;所述锚杆与架子管网格(I)之间的距离为:T5m。
【文档编号】E21D11/15GK204152528SQ201420493705
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】姬中奎, 郑士田, 田干 申请人:中煤科工集团西安研究院有限公司