[发明专利]一种煤矿用密闭墙及其构建方法

说明书

本发明提供了一种煤矿用密闭墙，所述密闭墙包括墙体(1)、金属网层(4)和隔离层(6)，所述墙体由矸石(2)衬砌而成，所述矸石之间的缝隙中填充填料组合物(3)；所述填料组合物包括碱金属硅酸盐、填料、水和改性剂；所述碱金属硅酸盐为水玻璃；所述填料为无机填料，且经精细分割，其平均粒径小于200微米；所述改性剂作用是使组合物对水分不敏感，所述改性剂是平均分子量至少约10000的水溶性或水分散性丙烯酸聚合物或共聚物。该密闭墙所用填料组合物便于方便地运到施工现场并充入被密封的空隙中，且无毒、不挥发的水基填料组合物干燥迅速，使用后立即密封防止漏气，从而使得密封墙密封严实。

技术领域

本发明涉及一种煤矿用密闭墙及其构建方法。

背景技术

密闭墙用于控制和引导穿过煤矿巷道的气流，并封闭矿井的部分区域。矿井中通常安装密闭墙，以便将气流引导至工作面，并防止气流通过未作业的横切和入口流失。在矿井通风时，新鲜空气在压力下输送到工作面，通常必须在矿井井口和矿井工作面之间经过相当长的距离。如果密闭墙没有足够的气密性，损失将降低工作面通风的速度。

在我国，煤炭自燃是煤矿最主要的灾害之一，受采动影响呈破碎状态的煤壁、煤柱、煤巷冒高处、断层附近都是煤炭自燃的高发区。由于自燃火源多为隐蔽火源，难以准确定位，容易造成火灾，严重影响井下工作人员的人身安全和煤矿生产安全。煤壁、煤巷冒高处、断层附近的自燃主要是扩散漏风造成的。在矿井防灭火实践中通常采用喷浆、喷凝胶等封堵漏风通道的方法，但是传统的堵漏方法只封堵了煤壁表面附近的漏风通道，没有有效阻断煤壁内部的漏风通道，不能充分发挥防火效果。

传统的矿井密闭墙由混凝土块和水泥建造的墙组成，并且不是很密闭。这些墙通过胶结型填缝料密封其周边，以防止气流流动。目前的水泥基填料通常由各种无机骨料和硅酸盐水泥组成，并具有许多不足之处。但这些填料对各种基质的粘附力有限，当基质发生轻微移动时，它们通常会与这些基材分离。在使用这些填料之前，通常要求对矿山地层进行预处理，如封闭周长，以加强粘结。建议的预处理方法是高压冲洗，以去除岩石灰尘和污垢。这是一项复杂的作业，需要水源、大量设备和大量时间，然后才能将填料应用于预处理区域。此外，填料是在施工前在工地上混合的。由于所有材料必须运至工地，因此该程序是烦杂的。

当前填料的另一个缺点是在应用后硬化(4-8小时)且达到显著的密封性所需的时间很长。另一个导致使用当前填料成本高的因素是需要大面积的干燥储存区来容纳所需的原材料和设备。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种密闭墙，其具有改进的填料组合物，该填料能够通过填充工作面和挡块周围的空隙来消除或减少矿井空气的泄漏，从而保证矿井的通风效率。

一种密闭墙，所述密闭墙包括墙体，所述墙体由矸石衬砌而成，所述矸石之间的缝隙中填充填料组合物；所述墙体外侧沿墙体及巷道壁铺设金属网形成金属网层，金属网层上进行混凝土喷浆，待混凝土凝固后形成混凝土喷浆层，穿过混凝土喷浆层和金属网层向破碎带煤壁的裂隙和微孔中再注射所述填料组合物形成隔离层；其具有改进的填料组合物，填料组合物包括碱金属硅酸盐、填料、水和改性剂。所述改性剂防止填料组合物在施用后发生水软化。有利地，改性剂是水溶性或水分散性聚合物。所述填料可使用多种类型的不溶于水的填料，如玻璃、石英、矽石、重晶石、碳酸钙、硫酸盐、氧化铝、各种粘土、硅藻土及其他类似惰性材料、硅灰石、云母、珍珠岩、燧石粉、氪石、三水氧化铝、滑石、砂、焦植矿、氧化铝、氧化锌、二氧化钛，以及它们的混合物。所述改性剂为聚合物改性剂，其包括丙烯酸聚合物或共聚物，优选的，其是平均分子量在约10000至10000000之间的聚合物。更优选的，所述聚合物选自塑化丙烯酸聚合物乳液。

一种密闭墙用填料组合物的制备方法，将碱金属硅酸盐和聚合物改性剂与填料和改性剂结合，以使填料组合物具有适当的流变性，以密封密闭墙或类似地层中及其周围的裂缝。填料组合物包含约35至60重量％的碱金属硅酸盐、30-60重量％的填料、2-12重量％的改性剂以及2-12重量％的水。