一种巷道渗水防治方法及系统与流程

1.本发明涉及煤矿采集技术领域，尤其涉及一种巷道渗水防治方法及系统。


背景技术：

2.巷道是在不同岩石中沿不同方向、以不同倾角、按不同断面和长度开凿的，服务于不同范围、用作不同用途的各种地下空间的总称。矿井下方的巷道长久使用后巷道底板出水量增加，巷道底板出水点周边泥泞，巷道底板的鼓起数量增加。
3.为了降低巷道底板鼓起数量，避免巷道泥泞，需要研究出一种巷道渗水防治方法及系统。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种巷道渗水防治方法及系统，采用负压引水将渗水区域水流引导至负压集水装置内部，再通过水泵将负压集水装置内部的积水抽放至渗水区域外部，能有效收集渗水区域出水，并确保负压技术区域内不存在砂石和杂物，降低巷道底鼓速度，降低巷道底板返修率。
5.实现本发明目的的技术方案如下：
6.一方面，提供一种巷道渗水防治方法，包括：
7.根据巷道渗水点预测渗水区域和渗水深度；
8.在巷道渗水点周围开挖矩形坑，矩形坑截面面积小于1/2渗水区域面积，矩形坑深度大于渗水深度；
9.在矩形坑内施工负压集水装置，负压集水装置底面接触矩形坑坑底，负压集水装置周围施工填埋层，渗水区域、填埋层和负压集水装置连通；
10.负压集水装置抽取渗水区域出水并排出渗水区域。
11.基于一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据巷道渗水点预测渗水区域和渗水深度，包括：
12.收集巷道底板渗水区域，观察n时间段内巷道底板渗水区域变化情况，直至确定巷道底板使用周期内预计渗水区域；
13.收集巷道底板渗水量，观察m时间段内巷道底板渗水量变化情况，直至确定巷道底板使用周期内m时间段平均渗水量；
14.根据预计渗水区域、平均渗水量和巷道地质情况确定渗水深度。
15.基于一方面，在一种可能的实现方式中，所述在巷道渗水点周围开挖矩形坑，包括：
16.以渗水点为中心，在巷道渗水点周围开挖长4
±
0.5m、宽3
±
0.5m、深6.5
±
1m矩形坑。
17.基于一方面，在一种可能的实现方式中，所述在矩形坑内施工负压集水装置，包括：
18.在矩形坑内施工混凝土筒；
19.在混凝土筒中部周围施工矿井防渗土工膜，在混凝土筒中部施工密封板；
20.在混凝土筒底部设置负压设备，采用负压设备收集混凝土筒周围出水；
21.在混凝土筒底部安装水泵，采用水泵抽出混凝土筒内储水。
22.基于一方面，在一种可能的实现方式中，所述在矩形坑内施工混凝土筒，包括：
23.在矩形坑底部固定并密封第一节混凝土筒，在第一节混凝土筒上方依次拼接并密封第二节混凝土筒和第三节混凝土筒；
24.在第三节混凝土筒上方施工密封板，在第三节混凝土筒周围施工矿井防渗土工膜；
25.在密封板上方继续施工混凝土筒直至混凝土筒与巷道平齐。
26.基于一方面，在一种可能的实现方式中，所述负压集水装置周围施工填埋层，包括：
27.采用矸石回填于所述负压集水装置周围形成填埋层。
28.另一方面，本发明实施例提供了一种巷道渗水防治系统，包括：负压集水装置、设置在所述负压集水装置周围的填埋层，所述负压集水装置在贯穿渗水深度范围内开设若干过水通道，渗水区域、填埋层、过水通道和负压集水装置内腔连通；
29.所述负压集水装置内设置有密封板，密封板与所述负压集水装置的内腔腔壁密封，密封板至所述负压集水装置的内腔腔底之间为负压区域；
30.渗水深度范围最低点对应所述负压集水装置的内腔位置至内腔腔底之间为储水区域，储水区域储藏有渗水。
31.基于另一方面，在一种可能的实现方式中，所述填埋层对应密封板位置设置有矿井防渗土工膜；
32.矿井防渗土工膜覆盖填埋层并且延伸至渗水区域。
33.基于另一方面，在一种可能的实现方式中，所述负压集水装置包括混凝土筒、负压设备和水泵；
34.混凝土筒包括：贯穿渗水深度范围的过水段、位于过水段下方的储水段、位于过水段上方的延伸段，延伸段、过水段和储水段依次顺接；
35.负压设备和水泵设置于储水段，密封板设置于过水段，矿井防渗土工膜设置于过水段周围的填埋层渗水区域。
36.基于另一方面，在一种可能的实现方式中，延伸段的高度大于储水段的高度。
37.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
38.本发明采用负压引水将渗水区域水流引导至负压集水装置内部，再通过水泵将负压集水装置内部的积水抽放至渗水区域外部，能有效收集渗水区域出水，并确保负压技术区域内不存在砂石和杂物，降低巷道底鼓速度，降低巷道底板返修率。
附图说明
39.图1为本发明实施例提供的一种巷道渗水防治方法流程图；
40.图2为本发明实施例提供的一种巷道渗水防治系统原理框图；
41.图3为本发明实施例提供的一种巷道渗水防治系统在实际应用中示意图；
42.图4为本发明实施例提供的负压集水装置结构示意图；
43.图中，100-负压集水装置；110-第一节混凝土筒；120-第二节混凝土筒；130-第三节混凝土筒；140-第四节混凝土筒；150-第五节混凝土筒；200-填埋层；300-渗水区域；400-密封板；500-矿井防渗土工膜。
具体实施方式
44.下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
45.在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
46.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
47.术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
48.请参阅图1、图3和图4，本发明实施例提供一种巷道渗水防治方法，包括：根据巷道渗水点预测渗水区域和渗水深度；在巷道渗水点周围开挖矩形坑，矩形坑截面面积小于1/2渗水区域面积，矩形坑深度大于渗水深度；在矩形坑内施工负压集水装置100，负压集水装置100底面接触矩形坑坑底，负压集水装置100周围施工填埋层200，渗水区域、填埋层200和负压集水装置100连通；负压集水装置100抽取渗水区域出水并排出渗水区域。
49.本发明实施例的渗水区域一般是从渗水缝、断层、裂缝渗漏至巷道底板，当煤矿钻进过程中揭露含水层时，含水层的水会直接沿渗水缝或裂缝渗流，当渗水缝和裂缝渗流水压大于巷道底板缝隙处封堵层屏障，巷道底板的水渗流到底板表面。
50.在实际应用中，巷道底板出水量增加，周边巷道泥泞、底鼓量增加。为使底板水集中排出，在巷道进行巷道渗水防治方法。优选在巷道底板挖长4米、宽3米、深6.8米坑，坑底施工800mm厚底座，将一节钢筋混凝土圆筒置于底座上，回填矸石于钢筋混凝土圆筒外；之后在第一节钢筋混凝土圆筒上再垒一节钢筋混凝土圆筒，与上一节钢筋混凝土圆筒外径吻合；同样方法施工剩余钢筋混凝土圆筒(中间钢筋混凝土圆筒用电钻均匀打渗水孔)，最后与巷道底板持平。
51.在上述方案中，请继续参阅图1、图3和图4，优选根据巷道渗水点预测渗水区域和渗水深度，包括：收集巷道底板渗水区域，观察n时间段内巷道底板渗水区域变化情况，直至确定巷道底板使用周期内预计渗水区域；收集巷道底板渗水量，观察m时间段内巷道底板渗
水量变化情况，直至确定巷道底板使用周期内m时间段平均渗水量；根据预计渗水区域、平均渗水量和巷道地质情况确定渗水深度。
52.在上述方案中，请继续参阅图1、图3和图4，优选在巷道渗水点周围开挖矩形坑，包括：以渗水点为中心，在巷道渗水点周围开挖长4
±
0.5m、宽3
±
0.5m、深6.5
±
1m矩形坑。
53.在上述方案中，请继续参阅图1、图3和图4，优选在矩形坑内施工负压集水装置100，包括：在矩形坑内施工混凝土筒；在混凝土筒中部周围施工矿井防渗土工膜500，在混凝土筒中部施工密封板400；在混凝土筒底部设置负压设备，采用负压设备收集混凝土筒周围出水；在混凝土筒底部安装水泵，采用水泵抽出混凝土筒内储水。
54.在上述方案中，请继续参阅图1、图3和图4，优选在矩形坑内施工混凝土筒，包括：在矩形坑底部固定并密封第一节混凝土筒110，在第一节混凝土筒110上方依次拼接并密封第二节混凝土筒120和第三节混凝土筒130；在第三节混凝土筒130上方施工密封板400，在第三节混凝土筒130周围施工矿井防渗土工膜500；在密封板400上方继续施工混凝土筒直至混凝土筒与巷道平齐。
55.在上述方案中，请继续参阅图1、图3和图4，优选负压集水装置100周围施工填埋层200，包括：采用矸石回填于负压集水装置100周围形成填埋层200。
56.请参阅图2和图3，本发明实施例提供了一种巷道渗水防治系统，包括：负压集水装置100、设置在负压集水装置100周围的填埋层200，负压集水装置100在贯穿渗水深度范围内开设若干过水通道，渗水区域、填埋层200、过水通道和负压集水装置100内腔连通；负压集水装置100内设置有密封板400，密封板400与负压集水装置100的内腔腔壁密封，密封板400至负压集水装置100的内腔腔底之间为负压区域；渗水深度范围最低点对应负压集水装置100的内腔位置至内腔腔底之间为储水区域，储水区域储藏有渗水。
57.在上述巷道渗水防治系统中，请继续参阅图3和图4，优选填埋层200对应密封板400位置设置有矿井防渗土工膜500；矿井防渗土工膜500覆盖填埋层200并且延伸至渗水区域。在上述巷道渗水防治系统中，优选负压集水装置100包括混凝土筒、负压设备和水泵；混凝土筒包括：贯穿渗水深度范围的过水段、位于过水段下方的储水段、位于过水段上方的延伸段，延伸段、过水段和储水段依次顺接；负压设备和水泵设置于储水段，密封板400设置于过水段，矿井防渗土工膜500设置于过水段周围的填埋层200渗水区域。在上述巷道渗水防治系统中，优选延伸段的高度大于储水段的高度。
58.本发明实施例的巷道渗水防治系统能有效防治底板出水，降低周边巷道底板的底鼓速度，降低巷道返修率。
59.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
60.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
61.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包
含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。