沿空留巷采空区侧密闭结构及侧防漏风方法与流程

1.本发明涉及煤矿开采技术领域，具体而言，涉及一种沿空留巷采空区侧密闭结构及防漏风方法。


背景技术：

2.沿空留巷是指在上区段工作面采过后，通过加强支护或采用其他有效的方法，将原工作面机巷保留下来，供下区段工作面开采时作为回风巷使用，此时所保留的巷道一侧为采空区，另一侧为煤体，其目的是使一条巷道可以得到两次利用。根据对现有无煤柱连续开采系统的分析，沿空留巷可使矿井回采率提高10％以上，巷道掘进率和巷道维修费可降低30％左右，沿空留巷技术可以大大减少矿井掘进量、缓解采掘接替紧张、缩短工作面搬家时间等，是煤矿开采及回采巷道支护技术的一项重大改革。
3.沿空留巷的关键是必须在采空侧构筑密闭装置，目前应用较多的密闭装置形式有木垛、密集支柱、混凝土砌块和填充墙体等，但是随着工作面回采，直接顶会逐渐下沉或形变，且破碎巷帮受到振动也会发生形变，导致密闭装置对破碎巷帮的密封性变差，进而影响沿空留巷的回风效果。


技术实现要素：

4.本发明的目的包括提供一种沿空留巷采空区侧密闭结构及防漏风方法，以解决密闭装置对破碎巷帮的密封性较差，影响沿空留巷回风效果的技术问题。
5.为解决上述问题，本发明提供一种沿空留巷采空区侧密闭结构，包括沿空留巷，所述沿空留巷位于所述采空区的一侧为破碎巷帮，所述沿空留巷内设有密闭装置，所述密闭装置包括防风布和条形的弹性密封体，所述防风布盖设于所述破碎巷帮，所述弹性密封体沿所述破碎巷帮的长度方向延伸；
6.所述弹性密封体夹设于所述破碎巷帮与所述沿空留巷顶壁之间的缝隙，且所述弹性密封体与所述防风布的顶端连接；和/或，所述弹性密封体夹设于所述破碎巷帮与所述沿空留巷底壁之间的缝隙，且所述弹性密封体与所述防风布的底端连接。
7.可选地，所述弹性密封体包括多个气囊条，所述气囊条包括条形连接膜和多个气囊体，多个所述气囊体均设于所述条形连接膜，且沿所述条形连接膜的长度方向无间隙排布。
8.可选地，所述沿空留巷采空区侧密闭结构还包括多个连接件，所述防风布设有多个第一连接孔，所述条形连接膜设有多个第二连接孔，所述条形连接膜与所述防风布位置相应时，多个所述第二连接孔与所述防风布相应区域的多个所述第一连接孔一一对应，所述连接件穿过相对应的第一连接孔和第二连接孔对所述防风布和所述条形连接膜进行连接。
9.可选地，所述防风布与所述破碎巷帮之间填充有聚氨酯发泡剂形成的密封层。
10.可选地，所述防风布设有多个连通孔，多个所述连通孔分散排布于所述防风布；所
述沿空留巷采空区侧密闭结构还包括锚杆，所述锚杆包括杆体和设于所述杆体一端的限位头，所述杆体穿过所述连通孔，且穿透所述密封层后插接于所述破碎巷帮，所述限位头隔挡于所述连通孔外侧。
11.可选地，所述气囊条设有安全阀，当所述气囊条内的气压大于预设气压时，所述安全阀自动放气。
12.本发明还提供了一种防漏风方法，应用于沿空留巷的采空区侧，包括以下步骤：
13.将未充气状态的上气囊条塞入破碎巷帮与沿空留巷顶壁之间的缝隙，且上气囊条沿所述破碎巷帮的长度方向延伸，然后对上气囊条充气，使其夹设于破碎巷帮与顶壁之间；
14.将未充气状态的下气囊条塞入破碎巷帮与沿空留巷底壁之间的缝隙，且下气囊条沿所述破碎巷帮的长度方向延伸，然后对下气囊条充气，使其夹设于破碎巷帮与底壁之间；
15.将防风布盖设于破碎巷帮，并将防风布的顶端与上气囊条对应连接，将防风布的底端与下气囊条对应连接；或，上气囊条与下气囊条之间连接有防风布，防风布在上气囊条及下气囊条的拉扯作用下盖设于所述破碎巷帮。
16.可选地，通过防风布上的连通孔向防风布与破碎巷帮的间隙注入聚氨酯发泡剂，聚氨酯发泡剂于所述间隙内形成密封层。
17.可选地，使用锚杆穿过连通孔及密封层后插接于破碎巷帮。
18.可选地，并将防风布的顶端与上气囊条对应连接，将防风布的底端与下气囊条对应连接的步骤中包括：
19.使用锚杆穿过上气囊条或下气囊条的第一连接孔，以及防风布相应位置的第二连接孔并插接于破碎巷帮。
20.本发明提供的沿空留巷采空区侧密闭结构，包括辅助煤体开采的沿空留巷，沿空留巷朝向采空区的一侧设置密闭装置以对沿空留巷的破碎巷帮进行封堵隔离，使得沿空留巷能够作为回风巷使用，其中，密闭装置包括用于隔挡破碎巷帮的防风布、用于封堵破碎巷帮与沿空留巷顶壁及底壁间隙的弹性密封体；首先，破碎巷帮的顶部及底部均为不规则的壁面，夹设于沿空留巷顶壁与破碎巷帮顶部之间的缝隙以及沿空留巷底壁与破碎巷帮底部之间的缝隙的弹性密封体能够适应间隙进行相应形变，从而对破碎巷帮的顶部及底部间隙进行较好地密封，防风布连接于顶部的弹性密封体与底部的弹性密封体之间，能够对破碎巷帮进行封堵，从而实现对沿空留巷采空区一侧的密封隔离，相应提高沿空留巷的气密性，进而提高沿空留巷的回风效果，确保煤矿开采的正常作业；其次，顶壁在自身重力作用及其他振动作用下会逐渐下沉，破碎巷帮受到振动也会发生形变，破碎巷帮与顶壁的间隙以及与底壁的间隙发生变化，弹性密封体相应发生形变，能够保持对间隙封堵的密封性，从而在较长时间内确保密闭装置对沿空留巷的隔离密封性，相应能够在较长时间内确保沿空留巷的气密性，使其具有较好的回风效果。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
22.图1为本发明提供的沿空留巷采空区侧密闭结构的横截面示意图；
23.图2为图1中a的局部放大图；
24.图3为本发明提供的沿空留巷采空区侧密闭结构中密闭装置通过锚杆固定于破碎巷帮的主视示意图；
25.图4为图3中防风布的示意图；
26.图5为图3中上气囊条的示意图。
27.附图标记说明：
28.10
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采空区；20
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沿空留巷；21
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顶壁；22
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底壁；30
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直接顶；40
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基本顶；50
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煤体；60
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破碎巷帮；100
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密闭装置；110
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防风布；111
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第一连接孔；112
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连通孔；120
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上气囊条；130
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下气囊条；141
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条形连接膜；142
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气囊体；143
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第二连接孔；144
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安全阀；150
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密封层；200
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锚杆；210
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杆体；220
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限位头；300
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密封垫。
具体实施方式
29.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
30.本实施例提供一种沿空留巷采空区侧密闭结构，如图1所示，包括沿空留巷20，沿空留巷20位于采空区10的一侧为破碎巷帮60，沿空留巷20内设有密闭装置100，密闭装置100包括防风布110和条形的弹性密封体，防风布110盖设于破碎巷帮60，弹性密封体沿破碎巷帮60的长度方向延伸；部分弹性密封体夹设于破碎巷帮60与沿空留巷20顶壁21之间的缝隙，且弹性密封体与防风布110的顶端连接；另一部分弹性密封体夹设于破碎巷帮60与沿空留巷20底壁22之间的缝隙，且弹性密封体与防风布110的底端连接。
31.本实施例提供的沿空留巷采空区侧密闭结构，包括辅助煤体50开采的沿空留巷20，沿空留巷20朝向采空区10的一侧设置密闭装置100以对沿空留巷20的破碎巷帮60进行封堵隔离，使得沿空留巷20能够作为回风巷使用，其中，密闭装置100包括用于隔挡破碎巷帮60的防风布110、用于封堵破碎巷帮60与沿空留巷20顶壁21及底壁22间隙的弹性密封体；首先，破碎巷帮60的顶部及底部均为不规则的壁面，夹设于沿空留巷20顶壁21与破碎巷帮60顶部之间的缝隙以及沿空留巷20底壁22与破碎巷帮60底部之间的缝隙的弹性密封体能够适应间隙进行相应形变，从而对破碎巷帮60的顶部及底部间隙进行较好地密封，防风布110连接于顶部的弹性密封体与底部的弹性密封体之间，能够对破碎巷帮60进行封堵，从而实现对沿空留巷20采空区10一侧的密封隔离，相应提高沿空留巷20的气密性，进而提高沿空留巷20的回风效果，确保煤矿开采的正常作业；其次，顶壁21在自身重力作用及其他振动作用下会逐渐下沉，破碎巷帮60受到振动也会发生形变，破碎巷帮60与顶壁21的间隙以及与底壁22的间隙发生变化，弹性密封体相应发生形变，能够保持对间隙封堵的密封性，从而在较长时间内确保密闭装置100对沿空留巷20的隔离密封性，相应能够在较长时间内确保沿空留巷20的气密性，使其具有较好的回风效果。
32.此外，密闭装置100采用弹性密封体和防风布110连接而成，结构简单、重量小、成本低，且密闭装置100的运输及安装均较为便捷。当然，密闭装置100中，也可以仅在破碎巷帮60与顶壁21之间设置弹性密封体，以对两者的间隙进行封堵；或，仅在破碎巷帮60与底壁
22之间设置弹性密封体，以对两者的间隙进行封堵，也能够在一定程度提高密封装置对沿空留巷20的隔离密封性，相应确保沿空留巷20的气密性。
33.具体地，如图1所示，沿空留巷20的顶部依次为直接顶30和基本顶40，其中，直接顶30的底面即为沿空留巷20的顶壁21；沿空留巷20朝向采空区10的一侧为破碎巷帮60，背离采空区10的一侧为煤体50。
34.本实施例中，弹性密封体可以包括多个气囊条，多个气囊条沿长度方向依次连接。这里是弹性密封体的一种具体形式，具体地，设定位于破碎巷帮60与顶壁21之间的气囊条为上气囊条120，设定位于破碎巷帮60与底壁22之间的气囊条为下气囊条130，对于在沿空留巷20中修筑密闭装置100以对其采风区侧起到防漏风的效果，本实施例还提供一种防漏风方法，包括以下步骤：将未充气状态的上气囊条120塞入破碎巷帮60与沿空留巷20顶壁21之间的缝隙，且上气囊条120沿破碎巷帮60的长度方向延伸，然后对上气囊条120充气，使其夹设于破碎巷帮60与顶壁21之间；将未充气状态的下气囊条130塞入破碎巷帮60与沿空留巷20底壁22之间的缝隙，且下气囊条130沿破碎巷帮60的长度方向延伸，然后对下气囊条130充气，使其夹设于破碎巷帮60与底壁22之间；将防风布110盖设于破碎巷帮60，并将防风布110的顶端与上气囊条120对应连接，将防风布110的底端与下气囊条130对应连接。安装完成后，上气囊条120能够对破碎巷帮60与顶壁21的间隙进行密封封堵，下气囊条130能够对破碎巷帮60与底壁22的间隙进行密封封堵，防风布110于上气囊条120和下气囊条130之间对破碎巷帮60进行封堵，从而实现对沿空留巷20采空区10侧的隔离密封；且上气囊条120和下气囊条130能够随相应间隙的变化而发生形变，能够确保对间隙的有效封堵。
35.需要说明的是，上述防风布110、上气囊条120及下气囊条130分别独立安装时，三者的安装顺序不做限定；当然，在其他实施例中，防风布110也可以先连接于上气囊条120与下气囊条130之间，上气囊条120和下气囊条130安装完成后，防风布110可以在上气囊条120及下气囊条130的拉扯作用下盖设于破碎巷帮60；此外，可以先将多个气囊条连接形成长条状的弹性密封体，然后对弹性密封体进行安装，也可以将单个气囊条沿破碎巷帮60的长度方向依次安装。
36.本实施例中，气囊条可以包括条形连接膜141和多个气囊体142，多个气囊体142均设于条形连接膜141，且沿条形连接膜141的长度方向无间隙排布。这里是气囊条的一种具体形式，其中，条形连接膜141起到对多个气囊体142的限位作用，且相邻两个气囊体142无间隙排布，从而提高相邻气囊体142之间相对位置的稳定性，以及相邻气囊体142之间的连接气密性，相应提高气囊条对破碎巷帮60与顶壁21或底壁22之间的封堵密封性，进而提高沿空留巷20的气密性，确保其回风效果。此外，相较单个气囊体142的安装，条形连接膜141将多个气囊体142连接为一个整体，安装便捷度更高，且条形连接膜141与防风布110连接，在实现气囊体142与防风布110连接的基础上，能够有效减少气囊体142直接与防风布110连接对气囊体142密封性造成的破坏。
37.具体地，本实施例中，相邻气囊体142之间可以填充聚氨酯发泡剂。聚氨酯泡沫剂对相邻气囊体142的间隙进行封堵连接，从而有效提高相邻气囊体142的连接密封性，相应提高气囊条对破碎巷帮60与顶壁21或底壁22间隙的密封性；此外，且随着顶壁21的下沉以及破碎巷帮60的形变，破碎巷帮60与顶壁21或底壁22的间隙发生变化，具有一定弹性的聚氨酯发泡剂也能够随之形变，相应确保对间隙的封堵。
38.本实施例中，如图1
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图5所示，沿空留巷采空区侧密闭结构还可以包括多个连接件，防风布110设有多个第一连接孔111，条形连接膜141设有多个第二连接孔143，条形连接膜141与防风布110位置相应时，多个第二连接孔143与防风布110相应区域的多个第一连接孔111一一对应，连接件穿过相对应的第一连接孔111和第二连接孔143对防风布110和条形连接膜141进行连接。这里是气囊体142与防风布110连接的一种具体形式，具体地，连接件可以选用锚杆200，将防风布110的顶端与上气囊条120通过锚杆200连接，以及将防风布110的底端与下气囊条130通过锚杆200连接的步骤中包括：使用锚杆200穿过上气囊条120或下气囊条130的第一连接孔111，以及防风布110相应位置的第二连接孔143并插接于破碎巷帮60；锚杆200的限位头220隔挡于外侧，锚杆200的杆体210插接于破碎巷帮60内，条形连接膜141和防风布110夹设于限位头220与破碎巷帮60之间，从而实现条形连接膜141与防风布110的连接；此外，杆体210插接于破碎巷帮60，破碎巷帮60通过对锚杆200的固定，能够实现对条形连接膜141及防风布110的固定限位，从而提高气囊条以及衬布安装于破碎巷帮60的牢固度以及位置稳定性，相应提高密闭装置100对破碎巷帮60的封堵稳定性。
39.本实施例中，如图1和图2所示，防风布110与破碎巷帮60之间可以填充聚氨酯发泡剂形成的密封层150。密封层150能够对防风布110与破碎巷帮60的间隙进行填充，且能够将防风布110固定于破碎巷帮60，一方面，密封层150能够作为隔挡层于防风布110的外侧进行二次隔挡，从而进一步提高密闭装置100对采空区10与沿空留巷20的隔挡密封性，相应进一步提高沿空留巷20的气密性，确保沿空留巷20对煤矿开采区域的回风效果；另一方面，密封层150还能够对破碎巷帮60起到支撑限位作用，提高破碎巷帮60的稳定性，减少破碎巷帮60的碎石向下滑落对防风布110造成的破坏，从而提高密闭装置100的稳定性。较佳地，聚氨酯发泡剂可以为阻燃性的。
40.具体地，本实施例中，如图4所示，可以在防风布110设置多个连通孔112，多个连通孔112分散排布于防风布110。一方面，防风布110盖设于破碎巷帮60时，可以通过防风布110上的连通孔112向防风布110与破碎巷帮60的间隙注入聚氨酯发泡剂，聚氨酯发泡剂于间隙内形成密封层150，从而提高向防风布110内侧注入聚氨酯发泡剂的便捷性；另一方面，沿空留巷采空区侧密闭结构还可以包括锚杆200，锚杆200包括杆体210和设于杆体210一端的限位头220，聚氨酯发泡剂注入完成后，可以将杆体210穿过连通孔112，且穿透密封层150后插接于破碎巷帮60，限位头220隔挡于连通孔112外侧，从而对防风布110进行进一步固定限位，相应进一步提高防风布110盖设于破碎巷帮60的稳定性。具体地，第二连接孔143与连通孔112可以为相同的孔体。
41.本实施例中，如图3所示，限位头220与防风布110之间可以夹设密封垫300。密封垫300套设于杆体210上，且密封垫300的尺寸大于第二连接孔143及第一连接孔111，锚杆200插接于破碎巷帮60后，密封垫300能够对杆体210与第一连接孔111以及第二连接孔143的间隙进行封堵，从而减少防风布110从第二连接孔143处漏风情况的发生，提高防风布110的气密性，进而进一步提高密闭装置100对破碎巷帮60的封堵密封性。
42.本实施例中，可以在气囊条设置安全阀144，当气囊条内的气压大于预设气压时，安全阀144自动放气。具体地，如图5所示，每个气囊体142均设有安全阀144(图中仅设置一个用于示例)，气囊体142内能够保持一定的强度，随着顶壁21的下沉或破碎巷帮60的形变，当破碎巷帮60与顶壁21及底壁22的间隙变小时，气囊体142受到的压力增大，当气囊体142
内气压大于预设气压时，气囊体142上的安全阀144自动打开，气囊体142受到压缩形变的同时能够经安全阀144向外排气，以减少自身的气压，直至气囊体142内再次达到预设气压，从而能够保证气囊体142具有一定的柔软度，能够随间隙形变，以确保对间隙的封堵密封性，减少气囊体142过于紧绷，无法有效封堵间隙，甚至破裂情况的发生。具体地，预设气压可以为1.8kpa。
43.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
44.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。