[发明专利]一种用于封闭大采空区的连续间隔缓冲墙

说明书

技术领域

本发明属于矿业开采安全保障装置领域，尤其涉及一种用于封闭大采空区的连续间隔缓冲墙。

背景技术

目前，我国已成为世界上的矿业大国，空场采矿法是金属矿山常见的采矿方法，也是建国以来我国金属矿床地下开采的主要方法，每年将在地下形成数百万立方的采空区，当采空区的面积、体积达到一定规模后，极有可能诱发采空区顶板大规模突然冒落等地压灾害，造成井下人员和财产的重大损失。近年来，我国由于采空区未及时或有效处理而引起的矿山安全生产形势十分严峻。目前对于采空区有效的常规处理方法主要集中在两个方面：

其一、对采空区实施充填

这种方法主要利用井下产生的废石和选矿的尾砂等矿山固废材料对采空区实施充填，使采空区的空间暴露体积减小甚至消失，以此来有效支撑空区顶板或减小顶板冒落后产生的有害空气冲击波。该方法处理空区有效性较强，控制空区顶板与减小大规模地压灾害的效果显著。但该方法多用于回采之前已完成相关充填设计而后再实施回采形成的空区，比如充填采矿法或嗣后充填采矿法。对于已经形成的老采空区并不具备事先设计的充填通路和一系列充填工艺过程，充填难度相当大。其次对于老矿山而言，资源面临枯竭，耗费巨大的人力财力去构建充填系统充填已形成的老采空区得不偿失。

其二、封闭采空区

封闭采空区主要是在井下通达采空区的每一条巷道设立封闭墙，以阻隔采空区与井下其他工作区域的连通，以此来减小采空区冒落对其他作业区域的危害，封闭墙多利用砖或混凝土砌块砌筑，墙体的厚度根据空区的体积设置不一，对于生产年限较长的金属矿山而言，是封闭和处理老采空区的一种经济、简便的方法。但该方法设立封闭墙的厚度需根据空区的体积进行计算，而老采空区往往形态规则各异，多数冒落严重，测算空区体积及其困难。因此多数采用直接在连接的巷道中设立一定厚度的密闭墙封闭采空区。当空区大面积冒顶后瞬时压缩空气形成较大的冲击气压将设立的封闭墙摧毁，对封闭墙之外作业的人员设备形成极大的安全威胁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种投入成本小、技术适用强、安全指数高的封闭大采空区的连续间隔缓冲墙，旨在有效彻底解决大采空区安全封闭的问题，避免大采空区大面积瞬时冒落对封闭墙的破坏，从而保障封闭墙外作业人员及设备的安全。

本发明是这样实现的，一种用于封闭大采空区的连续间隔缓冲墙，各所述缓冲墙连续间隔排列于巷道中，所述缓冲墙包括连续间隔排列的第一缓冲墙、第二缓冲墙以及第三缓冲墙；其中，所述第一缓冲墙上设有四个缓冲气流窗，所述四个缓冲气流窗纵、横方向对称设置，且所述四个缓冲气流窗总面积为第一缓冲墙墙体断面积的二分之一；

所述第二缓冲墙上设有三个缓冲气流窗，所述三个缓冲气流窗为三角品字对称设置，且所述三个缓冲气流窗总面积为第二缓冲墙墙体断面积的三分之一；

所述第三缓冲墙上设有一个缓冲气流窗，所述一个缓冲气流窗布置在墙体的中间位置，且所述一个缓冲气流窗为第三缓冲墙墙体断面积的五分之一；

所述第一缓冲墙、第二缓冲墙以及第三缓冲墙由距离大采空区的近端向远端方向排列。

优选地，所述缓冲墙包括墙体以及设于所述墙体内的钢轨网；其中，

所述墙体沿其厚度方向的中间部位与后端面分别设有一层钢轨网，所述后端面为缓冲墙靠远离大采空区方向一侧。

优选地，所述钢轨网包括由两根横向和两根纵向设置钢轨交叉构成；其中，横向布置的钢轨两端分别插入到巷道两帮梁窝内；纵向设置钢轨的两端分别插入到巷道顶、底板的梁窝内。

优选地，所述钢轨的型号为矿山井下常用强度为22～30kg/m钢轨。

优选地，所述第一缓冲墙、第二缓冲墙以及第三缓冲墙之间的间隔为3～8m。

优选地，所述第一缓冲墙、第二缓冲墙以及第三缓冲墙之间的间隔为5～8m。

优选地，所述缓冲墙的墙体厚度为2m。

优选地，所述缓冲墙材料为混凝土砌块砌筑或整体混凝土浇筑，强度等级为矿山井下常用混凝土等级C20。

相比与现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：

本发明通过缓冲墙承受冲击波的能量，能够有效保障空区外作业人员和设备的安全，大大减小危害；此外，本发明由于缓冲墙上缓冲窗的存在，减轻了每堵墙承受冲击波的能量，保障了墙体的安全。另外，本发明内布设的钢轨网能够有效增加墙体受空气冲击波冲击后的柔性变形能力，防止大冲击波作用下墙体变形损毁。

附图说明

图1是本发明实施例中第一缓冲墙、第二缓冲墙以及第三缓冲墙的结构示意图；