[发明专利]一种矿井快速自建移动水闸墙及其建筑方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水闸墙，具体涉及一种煤矿重大水害防治技术的矿井快速自建移动水闸墙及其建筑方法。

背景技术

我国矿井水害频发，不但制约着我国煤矿安全生产，而且是矿难最主要的形因之一。煤矿的大型突水原因包括老空透水、陷落柱突水、断层突水以及地表水灌入等。其中老空水害在我国最为严重。目前，我国有数以千计整合煤矿，其由数万座小煤矿整合而成，小煤矿积水区难以查清，严重地威胁或危害着生产安全。例如造成广东大兴煤矿123人死亡，王家岭煤矿38人死亡的老空透水；其次为地表水灌入和陷落柱水害，例如造成华裕煤矿186人死亡，乐平沿沟煤矿4人死亡的地表水灌入；造成骆驼山煤矿32人死亡，范各庄煤矿17人死亡，皖北任楼煤矿等5个煤矿淹井的陷落柱突水。难以查明或预测的隐伏导水断层、陷落柱、老矿区和越来越多的极端天气造成的地表灌入，使得矿井大型突水难以避免。由于此类水害来势迅猛，井下工作人员没有足够逃生的时间，煤矿此类水害每年都会造成数数以百计的人员死亡，而这种水害发生频度还将不断的上升，因此急需一种能够快速自建的堵水设备以阻止此类水害的发生，达到不死人、不淹井的目的。

水闸墙是我国传统、成熟的水害防治技术，它是在水害发生后人为地在巷道的合适地段建筑混凝土墙体，以达到隔离水害区的目的。但这一技术的实施条件是：①灾害已经发生；②人员可以达到；③巷道具备运输、通电和无障碍物条件。可见这种方法严格地说属于救灾或复矿技术，不具备快速、防灾特点，无法为人员逃离争取时间。因此，在快速、自建、移动类型的水闸墙方面国内外尚属空白。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种煤矿重大水害防治技术的矿井快速自建移动水闸墙及其建筑方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种矿井快速自建移动水闸墙，其特征在于，包括一墙体袋，所述墙体袋内设置有一根浆液喷管，所述墙体袋和浆液喷管可拆卸地固定于巷道顶板，并通过墙体袋捆扎机构将所述墙体袋捆扎收拢；在所述墙体袋的下游巷道壁上固定有两材料罐，两所述材料罐内分别装有两种混合后能够发生膨胀固化反应的液体膨胀固化材料；在两所述材料罐旁固定有一风动注浆泵，所述风动注浆泵的吸浆管分别与两所述材料罐连接，出浆管通过一浆液混合器与所述墙体袋内的浆液喷管连接；在巷道底板上安装有一水压/流速传感器图中未示出，所述水压/流速传感器与所述风动注浆泵和墙体袋捆扎机构电连接。

一种矿井快速自建移动水闸墙，其特征在于，该水闸墙包括一墙体袋，所述墙体袋内装有固体吸水膨胀材料；所述墙体袋可拆卸地固定于巷道顶板，并通过墙体袋捆扎机构将所述墙体袋捆扎收拢；在巷道底板上安装有一水压/流速传感器，所述水压/流速传感器与所述墙体袋捆扎机构电连接。

在一个优选的实施例中，在所述墙体袋的下游端还设置有若干个阻挡立柱，同时在墙体袋的上游端设置若干根固袋绳，所述固袋绳的一端固定于所述墙体袋的底部迎水端，另一端固定于巷道顶板的锚杆端。

在一个优选的实施例中，在无皮带架的巷道，所述墙体袋采用单体式墙体袋；所述单体式墙体袋由一个高强度纺织品袋组成，所述单体式墙体袋展开后的断面形态与巷道的断面形态相近，但其断面尺寸略大于巷道的实际尺寸。

在一个优选的实施例中，在有皮带架的巷道，所述墙体袋采用组合式墙体袋；所述组合式墙体袋由两个高强度纺织品袋组成，分别为“裤状”主墙袋和“枕状”副墙袋，其中所述主墙袋展开后的断面形态与巷道的断面形态相近，且其骑跨于皮带架上，所述主墙袋的断面尺寸略大于巷道的实际尺寸；所述副墙袋内装有固体吸水膨胀材料，其固定于所述主墙袋下方的皮带架下的底板上。

在一个优选的实施例中，所述液体膨胀固化材料采用无毒、无嗅、无腐蚀性、无放热的有机-无机物质杂化材料，其膨胀倍数大于30，起始膨胀时间15s～300s可控，膨胀始终时间小于20s，膨胀固化后的抗压强度大于10MPa。

在一个优选的实施例中，固体吸水膨胀材料采用无毒、无嗅、无腐蚀性的高分子吸水膨胀材料，其吸水膨胀倍数大于550，吸水膨胀始终时间小于10min。

一种上述矿井快速自建移动水闸墙的建筑方法，在无皮带架的巷道，建筑单体式液体膨胀固化材料充填型水闸墙或单体式固体吸水膨胀材料充填型水闸墙；其中，建筑单体式液体膨胀固化材料充填型水闸墙包括以下步骤：

1)根据巷道断面大小和形态量身定做墙体袋，并使得墙体袋的断面尺寸略大于巷道的实际尺寸；

2)在墙体袋内设置一根浆液喷管，并将带有浆液喷管的墙体袋用锚杆或锚索固定于巷道顶板，然后用墙体袋捆扎机构将墙体袋捆扎收拢；