一种废弃煤矿巷道改建油库硐室用密闭及其构筑方法与流程

本发明涉及一种硐室密闭，特别涉及一种利用废弃煤矿巷道改建地下油库用密闭，属于废弃煤矿地下空间利用领域。

背景技术：

煤炭是一种不可再生的矿产资源，经长期开采，资源逐渐萎缩和枯竭。将废弃煤矿改造成地下油库是一种有效利用废弃矿井的方法，该方法不仅可以提高地下空间资源的利用率，还能产生可观的经济效益，加快资源枯竭城市的经济转型。专利（201910716200.x）公开了一种利用废弃煤矿井巷建设地下油库的方法，该方法利用密闭将保存较好的巷道隔离成不同长度的油库硐室。在巷道改建油库硐室的过程中，密闭的结构和构筑方法直接关系到硐室油库的安全和使用寿命。

目前，已经公开的矿井密闭很多，在煤矿生产中起到了不同的作用。常用的密闭有防火密闭、防水密闭和防爆密闭。例如专利cn106988782a公开了一种煤矿井下防火密闭墙构筑方法，可以避免采空区的气体渗透到行人巷道；专利cn105507950a公开了一种拱形缓冲墙防水密封结构，可以有效地治理水患问题；专利cn110017167a公开了一种煤矿防爆密闭墙的构筑方法，能够最大限度地满足强度和气密封的要求。上述专利公开密闭未将密闭与巷道围岩形成一个整体，随着油库硐室服务时间的增加，密闭与巷道围岩之间容易发生离层，造成油料泄露；废弃巷道改建油库硐室需建造的密闭较多，传统防火、防水、防爆密闭没有统一的构筑标准，都是根据密闭的作用和实践经验建造，而废弃巷道改建油库硐室用密闭目前尚未有可借鉴的经验；此外，油库硐室由废弃巷道隔离而成，发生泄漏时传统密闭不能快速对油库硐室内部进行检修。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供一种废弃煤矿巷道改建油库硐室用密闭及其构筑方法，该发明不仅可以解决传统密闭容易发生离层的问题，还针对密闭施工提出了具体的构筑方法，可以解决硐室油库内部的检修问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种废弃煤矿巷道改建油库硐室用密闭及其构筑方法，密闭包括密闭墙一和密闭墙二，密闭墙一和密闭墙二四周边缘均开设有四周连通的气囊槽，气囊槽内安装有可充气的气囊，用于巷道围岩与密闭墙一和密闭墙二的密封，密闭墙一和密闭墙二的中部均设置有一个密封门，密闭墙一和密闭墙二之间由多根双头螺栓连接，密封门的通道采用钢板焊接而成；密闭预埋有穿透密闭的进油管路、出油管路、排气管路；密闭墙一和密闭墙二之间的空间用混凝土充填，混凝土与巷道围岩通过锚杆连接成一体。

进一步地，所述密闭墙一和密闭墙二的结构相同，均由预制钢板块焊接而成的中空结构，预制钢板块由钢板焊接而成，密闭墙一、密闭墙二的中空内部均填充绝热隔火材料。

进一步地，所述密封门向密闭外部开启，位于密闭墙的中间，距离巷道底部0.4m，密闭门宽1m、高2m。

进一步地，所述双头螺栓两头分别与密闭墙一和密闭墙二相连，旋转螺栓螺帽可以调整密闭墙一和密闭墙二之间的距离。

进一步地，所述密闭预埋有穿透密闭的进油管路、出油管路、排气管路，从下至上的顺序依次是出油管路、进油管路、排气管路，其中排气管路油库硐室内的管口高于油库设计的上端极限液位面。

进一步地，所述的构筑方法包括以下步骤：

a）巷道围岩体修整加固：首先清除掉密闭施工位置巷道上的水泥喷浆，露出巷道围岩；其次打磨密闭墙施工位置的巷道围岩，使其光滑；然后用锚杆加固密闭墙一和密闭墙二之间的巷道围岩。

b）密闭墙建造：首先根据巷道的截面面积和形状，双头螺栓、进油管路、出油管路、排气管路、密封门设计大小和位置来预制钢板块；其次将预制钢板运送至密闭施工位置焊接成密闭墙一、密闭墙二，并安装上气囊；然后将密闭墙放置在设计位置，用双头螺栓连接并调整前后密闭墙的位置；用钢板焊接密封门的通道。

c）混凝土充填：首先预埋进油管路、出油管路、排气管路；然后对气囊进行充气，使密闭墙一和密闭墙二形成一个密闭的空间；然后通过注浆口对密闭浇筑混凝土。

d）安装密封门：养护混凝土至凝固后安装密封门，并测试密封门和密闭的密封效果。

进一步地，锚杆露出巷道围岩30cm，用于连接混凝土与巷道围岩。

本发明的有益效果：本发明提供的一种废弃煤矿巷道改建油库硐室用密闭及其构筑方法，相对于现有技术，具有以下优点：（1）密闭由两道密闭墙和中间的混凝土形成了三道密封层，中间的混凝土层通过锚杆将密闭与巷道围岩形成一个整体，防止密闭与巷道围岩出现离层；（2）密闭的两道密闭墙用预制钢板块焊接而成，钢板块可在井上预制后运输至井下，提高了密闭的施工效率；（3）密闭的两道密闭墙与巷道之间的密封采用气囊的柔性密封，巷道围岩震动或变形时仍能保持较好的密封性能；（4）密闭中有供工作人员进出的通道，可以对油库硐室内部进行检修。

附图说明

图1为废弃煤矿巷道改建油库硐室用密闭示意图。

图2为废弃煤矿巷道改建油库硐室用密闭左视图。

图3为图1的a-a剖面图。

图4为预制钢板块示意图。

图中，1—巷道围岩、2—气囊、3—混凝土、4—排气管路、5—双头螺栓、6—绝热防火材料、7—巷道、8—密闭墙一、9—密闭墙二、10—螺帽、11—进油管路、12—出油管路、13—锚杆、14—油库硐室、15—焊缝、16—密封门、17—预制钢板块一、18—气囊槽、19—预制钢板块二、20—预制钢板块三、21—预制钢板块四、22—通道。

具体实施方式

由于不同煤矿的地质条件、生产能力均不同，矿井中巷道的形状和尺寸也不同，每个矿井的井巷均具有自己的特点。本发明以半圆拱形巷道为例对一种废弃煤矿巷道改建油库硐室用密闭及其构筑方法进行说明，显然所述的实施方式仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

为便于一种废弃煤矿巷道改建油库硐室用密闭及其构筑方法实施方式的说明，首先对废弃煤矿巷道改建油库硐室的基本情况进行描述。废弃煤矿巷道7改建油库硐室14首先确定废弃巷道7的岩层、断层、裂隙的分布特征，然后对巷道7进行加固和密封，使其达到储油条件；最后在巷道内建造密闭将巷道7隔离成长度200~300m的油库硐室14，并在油库硐室14与油库硐室14之间留一定的安全间距。

一种废弃煤矿巷道改建油库硐室用密闭及其构筑方法，一个具体实施方式如下：

如图1-4所示，一种废弃煤矿巷道改建油库硐室用密闭包括密闭墙一8和密闭墙二9、气囊2、混凝土3、双头螺栓5、绝热防火材料6、螺帽10、锚杆13、密封门16，密闭墙一8和密闭墙二9四周边缘的气囊槽18内安装有可充气的气囊2，密闭墙一8和密闭墙二9的中间设置有密封门16，密闭墙一8和密闭墙二9之间由多根双头螺栓5连接，密封门16之间的通道22采用钢板焊接而成；密闭的内部预埋有进油管路11、出油管路12、排气管路4；密闭墙一8、密闭墙二9之间的空间用混凝土3充填，锚杆13一端加固巷道围岩1，另一端浇注在混凝土3内。

本实施方式中，密闭墙一8和密闭墙二9的结构相同，由预制钢板块焊接而成。如图4所示，本实施例中密闭墙由预制钢板块一17、预制钢板块二19、预制钢板块三20、预制钢板块四21组成，用焊接的方式将连接，形成的焊缝15如图2所示。预制钢板块由钢板焊接而成，内部填充绝热隔火材料6，与巷道接触的预制钢板块边缘设计有气囊槽18。需要说明的是本发明中的预制钢板块的数量和形状不局限于本实施例，对于其它预制钢板块数量和形状均在本领域普通技术人员理解范围之内。

本实施方式中，密封门16向密闭的外部开启，位于密闭墙的中间位置，距离巷道底部0.4m，密封门16宽1m、高2m。

本实施方式中，双头螺栓5两头分别与密闭墙一8和密闭墙二9相连，旋转螺栓螺帽10用以调整密闭墙一8和密闭墙二9之间的距离。

本实施方式中，密闭的内部有预埋进油管路11、出油管路12、排气管路4，从下至上的顺序依次是出油管路12、进油管路11、排气管路4，其中排气管路4在油库硐室内14的管口高于油库设计的上侧极限液位面。

本实施方式中，密闭的构筑具体步骤如下：

a）巷道围岩体修整加固：首先清除掉密闭施工位置巷道上的水泥喷浆，露出巷道围岩1；其次打磨密闭墙施工位置的巷道围岩，使其光滑；最后用锚杆13加固密闭墙一8和密闭墙二9之间的巷道围岩；

b）密闭墙建造：首先根据巷道的截面面积和形状，双头螺栓5、进油管路11、出油管路12、排气管路4、密封门16设计大小和位置预制钢板块；其次将预制钢板块运送至密闭施工位置焊接成密闭墙一8和密闭墙二9，并安装上气囊3；然后将密闭墙一8和密闭墙二9放置在设计位置，用双头螺栓5连接并调整一8和密闭墙二9的位置；最后用钢板焊接密封门16之间的通道22；

c）混凝土充填：首先预埋进油管路11、出油管路12、排气管路4；然后对气囊3进行充气，使密闭墙一8和密闭墙二9与巷道围岩成一个密闭的空间，最后通过注浆口对密闭浇筑混凝土3；

d）安装密封门：养护混凝土3至凝固后安装密封门16，并测试密封门16和整个密闭的密封效果。

本实施方式中，锚杆13端部露出巷道壁30cm；浇筑混凝土3的力学特性与施工位置巷道围岩相近。