[发明专利]地下水库人工坝体与煤柱坝体连接结构及其施工工艺

说明书

本发明公开了一种地下水库人工坝体与煤柱坝体连接结构，包括人工坝体和煤柱坝体；在煤柱坝体上设置有坝体凹槽，坝体凹槽上具有凹槽斜面，凹槽斜面与人工坝体的延伸方向之间形成有锐角；在凹槽斜面上设置有锚杆钻孔，锚杆钻孔的延伸方向与凹槽斜面垂直；在每个锚杆钻孔中紧固有根一根倒钩式注浆锚杆；在人工坝体中设置有多根钢筋骨架梁；每根钢筋骨架梁的两端分别与两侧的倒钩式注浆锚杆的端部紧固连接。本发明还公开了一种地下水库人工坝体与煤柱坝体连接结构的施工工艺。本发明公开的地下水库人工坝体与煤柱坝体连接结构及其施工工艺，提高了连接强度及稳定性，还简化了施工工艺。

技术领域

本发明涉及煤炭开采水资源保护与利用领域，尤其涉及一种地下水库人工坝体与煤柱坝体连接结构及其施工工艺。

背景技术

为了解决规模化采煤与水资源流失之间的矛盾问题，实现保水开采，神华集团提出了一种利用煤矿地下水库储存地下水的技术途径。即利用煤炭开采形成的采空区岩体空隙储水，将煤柱坝体(安全煤柱)用人工坝体连接形成水库坝体，同时建设矿井水入库设施和取水设施，充分利用采空区岩体对矿井水的自然净化作用，实现水的再利用。煤矿地下水库的安全运行与许多因素有关，其中保证人工坝体与煤柱坝体连接处的稳定是至关重要的因素。

目前人工坝体与煤柱坝体的连接方式多采用凹槽内嵌式，即首先在辅助巷道周围的保安煤柱或围岩中开挖矩形槽，并在槽中向煤柱围岩内锚固多根外露一定长度的锚杆，然后再在槽中浇筑混凝土形成人工坝体，以达到将矩形人工坝体结构嵌入到辅助巷道周围的保安煤柱或围岩中的目的。

如图1所示，人工坝体2′位于两侧的煤柱坝体1′之间，锚杆3′与人工坝体2′的延伸方向平行。

在该种布置根件下，人工坝体的主要受力方向为平行于辅助巷道的轴线，即垂直锚杆的布置方向。

通过分析发现，现有煤矿地下水库人工坝体与煤柱坝体的连接存在以下几点问题：

现有的煤柱坝体开槽方式及锚杆的布置方式均不合理，即锚杆的布置方向与人工坝体的主要受力方向(也就是位移方向)互相垂直，这就使得锚杆主要承受剪切作用，而锚杆在围岩加固作用中的特点是抗拉不抗剪，这就使得目前这种布置方式会使锚杆更容易被切断，进而影响整个坝体的稳定性。

现有的锚杆固定方式(一端采用锚固剂粘结在煤柱坝体的钻孔中，而另一端自由的状态)不合理，导致浇筑后的人工坝体不能通过锚杆与煤柱坝体形成有机的整体，使得人工坝体与煤柱坝体容易产生相对位移或变形，进而影响两则连接处的可靠性。

辅助巷道开挖后会在巷道周围形成一定范围的松动圈，尤其是煤柱坝体开槽处附近煤体内的裂隙会更加发育，而现有的人工坝体浇筑方式并未考虑对该区域煤体内已有裂隙的注浆加固，增加了该区域渗水的可能性，在长期渗流的作用下，该部分煤柱坝体甚至有破坏失稳的可能性。

有鉴于此,提供一种稳定性强的地下水库人工坝体与煤柱坝体连接结构及其施工工艺成为必要。

发明内容

本发明技术方案提供一种地下水库人工坝体与煤柱坝体连接结构，包括人工坝体和位于所述人工坝体两侧煤柱坝体；

在每侧的所述煤柱坝体上设置有坝体凹槽，每个所述坝体凹槽的两侧的侧面上具有凹槽斜面，所述凹槽斜面与所述人工坝体的延伸方向之间形成有锐角；

在每个所述凹槽斜面上设置有多个锚杆钻孔，所述锚杆钻孔的延伸方向与所述凹槽斜面垂直；

在每个所述锚杆钻孔中紧固有一根具有倒钩的倒钩式注浆锚杆，每根所述倒钩式注浆锚杆的延伸方向分别与对应的所述凹槽斜面垂直；

在所述人工坝体中设置有多根钢筋骨架梁；

每根所述倒钩式注浆锚杆上具有所述倒钩的一端紧固在所述煤柱坝体内，每根所述倒钩式注浆锚杆上远离所述倒钩的端部位于所述人工坝体内；