[发明专利]一种矿用弧形防冲密闭墙及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于矿用密闭装置，具体是一种矿用弧形防冲密闭墙。

背景技术

我国中东部地区浅埋煤炭资源储量逐渐减少，越来越多的矿井进入深部开采阶段，而深部开采更易诱发矿震灾害。随着工作面开采的推进，采空区坚硬覆岩大面积悬空后, 围岩应力集中程度增大，岩体积累的应变能增高，随着应力继续增加，坚硬覆岩将瞬间冒落, 引起矿震灾害，并压缩空气产生强大气浪。强烈的空气冲击波会冲垮密闭，导致人员伤亡和设备损毁。矿震引起的冲击气浪严重威胁矿井的安全生产，给煤矿造成巨大经济损失。现有技术中，如公开号：102777208A，公开日：2012年11月14日，名称为“一种矿用防冲击密闭墙施工方法”中所述的技术方案构造简单，在强度上无法满足抵抗气浪的要求。目前煤矿急需一种密闭效果好，抗冲击能力强，施工简单方便的密闭装置。

发明内容

本发明是一种矿用弧形防冲密闭墙，制作本发明前首先在巷道需要密闭的位置开槽，该槽沿巷道左右巷帮、顶板、底板连续分布，掏槽深度为500毫米，宽度为500-800毫米。按照气浪来袭方向，本发明从里到外依次为导流层、填充层、弧形钢板层、混凝土密闭墙、平面钢板层，上述各层次均到达左右巷帮、顶板、底板掏槽边界。

作为改进，所述导流层迎风面四周设有环形导流弧，中心设有中心凸起，导流弧和中心凸起形成了环装凹槽，环装凹槽环布于中心凸起四周，环装凹槽深度400毫米。当有气浪来袭时，导流弧和中心凸起均可对空气产生导流作用，并最终使两部分空气在环装凹槽相遇而产生碰撞，能够消耗一部分空气动能，降低气浪对本发明的冲击作用。

作为改进，所述导流层由1块中心导流块和2块两帮导流块拼合而成。导流层被分成多块后便于制作、运输、安装。

作为改进，所述填充层底部为煤矸石和粘土混合物，顶部为发泡混凝土，填充层最薄处厚度200-300毫米。填充层能够有效缓冲来袭气浪的影响，填充层内的煤矸石和粘土具有一定的变形能力，当气浪来袭冲击导流层时，导流层会产生一定变形，填充层可为其变形提供一定的变形空间；同时，上述变形可以通过填充层内部变形消化掉，该变形不会影响到弧形钢板层及以外的层次。

作为改进，所述弧形钢板层从下到上依次由弧形钢板底块、弧形钢板中间块、弧形钢板顶块组成，弧形钢板层被分为三部分有利于生产、运输、安装。其中在弧形钢板顶块距上边缘500毫米处设有弧形钢板顶块注浆孔，通过弧形钢板顶块注浆孔可以向填充层注入发泡混凝土。在弧形钢板层与巷道掏槽连接处还设有钢筋钉，钢筋钉一端钉入巷道壁，另一端外露并与弧形钢板层外侧贴邻，能够起到临时固定弧形钢板底块、弧形钢板中间块和弧形钢板顶块的作用。弧形钢板底块、弧形钢板中间块、弧形钢板顶块通过H连接件连接到一起，能够防止混凝土漏浆，所述H连接件由T形内板、一字外板和固定螺丝组成。

作为改进，所述混凝土密闭墙由钢筋网和混凝土组成，钢筋网采用直径20毫米-25毫米的三级钢筋，间距为150毫米-200毫米，混凝土型号为C30以上，最薄处厚度为200-300毫米。

作为改进，平面钢板层由平面钢板顶块、平面钢板中间块、平面钢板底块组成，平面钢板层被分成三部分有利于生产、运输、安装。其中，在平面钢板底块距下边缘500毫米处设有平面钢板底部注浆孔，在平面钢板顶块距上边缘500毫米处设有平面钢板顶部溢浆管，平面钢板顶部溢浆管顶部延伸到与平面钢板顶块顶部相平齐。通过平面钢板底部注浆孔往混凝土密闭墙注入混凝土，混凝土注满后会从平面钢板顶部溢浆管溢出。在平面钢板层与巷道掏槽连接处还设有阻抗锚杆，阻抗锚杆一端钉入巷道壁，另一端外露并与平面钢板层外侧贴邻，能够起到固定平面钢板底块、平面钢板中间块和平面钢板顶块的作用，同时在本发明遭受巨大冲击力时，阻抗锚杆还可以帮助平面钢板层受力，提高本发明的抗冲击能力。弧形钢板底块、弧形钢板中间块、弧形钢板顶块通过H连接件连接到一起，能够防止混凝土漏浆，所述H连接件由T形内板、一字外板和固定螺丝组成。

一种矿用弧形防冲密闭墙的施工方法为：

步骤1：在一种矿用弧形防冲密闭墙设置位置的前段巷道打设吸能扰流孔，在一种矿用弧形防冲密闭墙设置位置的左右巷帮、顶板、底板掏槽。