煤矿井下密闭墙及其构筑方法与流程

本发明涉及煤矿，尤其涉及一种煤矿井下密闭墙及其构筑方法。

背景技术：

1、煤矿井下工作面开采后的采空区包含瓦斯、煤自燃等多种危险源，在下个工作面进行采掘活动时，井下多采取构筑封闭墙的方法来隔绝采空区对煤矿安全生产带来的隐患。

2、目前现有井下构筑的封闭墙主要采用传统的人工砌筑砖石墙和袋装黄泥充填的方式，该工艺在施工时存在不少弊端，例如存在施工工序多、劳动强度大、工作效率低，密闭墙整体性差、气密性不佳，封闭墙的质量也存在受压开裂的问题，导致封闭墙失效，不能有效地把采空区彻底密闭。

3、不少矿山在尝试应用新型材料建造密闭墙，并取得了不错的效果，但仍存在许多问题：如木材、天然料石和高分子胶体密闭失水漏风，承压能力低；马丽散泡沫密闭阻燃低，高温分解并释放有害气体，成本也较高；罗克休泡沫虽然克服了高温和低阻燃的缺点，但是由于固化时间难以控制而使用受限；艾格劳尼泡沫密闭虽然克服了固化时间问题，可以快速填充密闭，但是不抗冲击，而且随着机械化程度的提高，开采深度的增加，地压增大，密封材料与岩层裂隙及密闭墙内部的作用力减弱，封闭效果变差，更易造成漏风，对矿井下的安全生产造成极大隐患。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种煤矿井下密闭墙，通过在巷道顶板悬挂柔性模袋，并在柔性模袋的周围设置支撑结构以在柔性模袋充填时提供支撑力。支撑结构中靠近柔性模袋的第一约束结构固定在巷道两侧的巷帮上，能够为柔性模袋充填时提供第一重支撑力，第二约束结构设置在第一约束结构或支撑组件上，能够为柔性模袋充填时提供第二重支撑力，支撑组件设置在远离柔性模袋的外侧，能够保证柔性模袋充填时有足够强度的支撑。此外，带复合材料凝固后，还可以拆除柔性模袋两侧的支撑组件，充分利用且不浪费矿井原有支护体。而且，本示例采用的柔性模袋具有较大的弹性形变，确保密闭墙不易漏风，与刚性模板相比，本示例形成的柔性模板具有高强度、透水不透浆、质量轻、一次成型和施工方便等优点。

2、本发明还提出一种一种煤矿井下密闭墙构筑方法。

3、根据本发明第一方面实施例的煤矿井下密闭墙，所述密闭墙设置在巷道内，用于隔绝采空区；所述密闭墙包括：

4、柔性模袋，悬挂在所述巷道顶板上，所述柔性模袋上设置有复合材料灌注口；

5、支撑结构，分别设置在所述柔性模袋朝向所述巷道的通道两侧，所述支撑结构包括依次远离所述柔性模袋设置的第一约束结构、第二约束结构和支撑组件，所述第一约束结构设于所述巷道的巷帮，所述第二约束结构固定在所述第一约束结构和/或所述支撑组件上，所述支撑组件设于所述巷道的顶板和底板之间。

6、根据本发明的一个实施例，所述第一约束结构包括多根钢带，多根所述钢带设置在所述巷道内相对的巷帮之间，且所述钢带的两端端部固定在所述巷帮上。

7、根据本发明的一个实施例，多根所述钢带之间交错设置。

8、根据本发明的一个实施例，所述钢带上设有多个夹持组件，多个所述夹持组件适于夹持所述第二约束结构。

9、根据本发明的一个实施例，所述第二约束结构由钢筋网片笼组成。

10、根据本发明的一个实施例，所述钢筋网片笼由单个钢筋网片层叠和/或搭接形成。

11、根据本发明的一个实施例，所述支撑组件包括多个单体支柱，多个所述单体支柱沿所述巷道的宽度方向间隔设置。

12、根据本发明的一个实施例，所述复合材料是由两种复合材料混匀后加水而成的浆体，第一种复合材料以硫铝酸盐水泥熟料为基材，悬浮剂及少量超缓凝剂混磨而成；第二种复合材料由石灰、石膏、悬浮剂和复合速凝早强剂混磨而成；所述浆体的水固比为1.0-4.0。

13、根据本发明第二方面实施例的煤矿井下密闭墙构筑方法，包括：

14、将柔性模袋悬挂至巷道的顶板上；

15、将第一约束结构设置在所述巷道内相对的巷帮之间，以对所述柔性模袋的周围进行预固定；

16、在所述第一约束结构和/或支撑组件上设置第二约束结构；

17、将所述支撑组件设置在所述第一约束结构的外侧，以对所述柔性模袋的周围进行二次固定；

18、连接复合材料泵送接口，以向所述柔性模袋内充填所述复合材料。

19、根据本发明的一个实施例，所述将柔性模袋悬挂至巷道的顶板上的步骤，包括：

20、对所述巷道的两侧巷帮进行掏槽处理；

21、将注浆泵、搅拌桶和充填原料运输至制定位置；

22、根据预设配比配置所述复合材料的充填浆体。

23、本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

24、通过在巷道顶板悬挂柔性模袋，并在柔性模袋的周围设置支撑结构以在柔性模袋充填时提供支撑力。支撑结构中靠近柔性模袋的第一约束结构固定在巷道两侧的巷帮上，能够为柔性模袋充填时提供第一重支撑力，第二约束结构设置在第一约束结构或支撑组件上，能够为柔性模袋充填时提供第二重支撑力，支撑组件设置在远离柔性模袋的外侧，能够保证柔性模袋充填时有足够强度的支撑。此外，带复合材料凝固后，还可以拆除柔性模袋两侧的支撑组件，充分利用且不浪费矿井原有支护体。而且，本示例采用的柔性模袋具有较大的弹性形变，确保密闭墙不易漏风，与刚性模板相比，本示例形成的柔性模板具有高强度、透水不透浆、质量轻、一次成型和施工方便等优点

25、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种煤矿井下密闭墙，其特征在于，所述密闭墙设置在巷道内，用于隔绝采空区；所述密闭墙包括：

2.根据权利要求1所述的煤矿井下密闭墙，其特征在于，所述第一约束结构包括多根钢带，多根所述钢带设置在所述巷道内相对的巷帮之间，且所述钢带的两端端部固定在所述巷帮上。

3.根据权利要求2所述的煤矿井下密闭墙，其特征在于，多根所述钢带之间交错设置。

4.根据权利要求2所述的煤矿井下密闭墙，其特征在于，所述钢带上设有多个夹持组件，多个所述夹持组件适于夹持所述第二约束结构。

5.根据权利要求1所述的煤矿井下密闭墙，其特征在于，所述第二约束结构由钢筋网片笼组成。

6.根据权利要求5所述的煤矿井下密闭墙，其特征在于，所述钢筋网片笼由单个钢筋网片层叠和/或搭接形成。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的煤矿井下密闭墙，其特征在于，所述支撑组件包括多个单体支柱，多个所述单体支柱沿所述巷道的宽度方向间隔设置。

8.根据权利要求1至6中任意一项所述的煤矿井下密闭墙，其特征在于，所述复合材料是由两种复合材料混匀后加水而成的浆体，第一种复合材料以硫铝酸盐水泥熟料为基材，悬浮剂及少量超缓凝剂混磨而成；第二种复合材料由石灰、石膏、悬浮剂和复合速凝早强剂混磨而成；所述浆体的水固比为1.0-4.0。

9.一种煤矿井下密闭墙构筑方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的煤矿井下密闭墙构筑方法，其特征在于，所述将柔性模袋悬挂至巷道的顶板上的步骤，包括：

技术总结
本发明涉及煤矿领域，提供一种煤矿井下密闭墙及其构筑方法。包括：柔性模袋，悬挂在巷道顶板上，柔性模袋上设置有复合材料灌注口；支撑结构，分别设置在柔性模袋朝向巷道的通道两侧，支撑结构包括依次远离柔性模袋设置的第一约束结构、第二约束结构和支撑组件。本发明通过在巷道顶板悬挂柔性模袋，并在柔性模袋的周围设置支撑结构以在柔性模袋充填时提供支撑力。支撑结构中第一约束结构能够为柔性模袋充填时提供第一重支撑力，第二约束结构能够为柔性模袋充填时提供第二重支撑力，支撑组件能够保证柔性模袋充填时有足够强度的支撑。

技术研发人员：王涛,张镇,杨旭,张宏杰,马强,李明
受保护的技术使用者：中煤科工开采研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14