本發(fā)明涉及一種臨空老巷復(fù)合封閉墻及其建造方法。

背景技術(shù)：

目前，礦井掘進(jìn)過程中常需要揭露已封閉的臨空老巷，因揭露后掘進(jìn)工作面與采空區(qū)直接連通，需立即選取位置對(duì)臨空老巷進(jìn)行重新封閉，現(xiàn)階段，多采用充填爐渣袋或構(gòu)筑磚墻來起到支撐和防漏風(fēng)的作用，但因爐渣較為松散，漏風(fēng)的情況仍然存在，構(gòu)筑磚墻需時(shí)較長，采空區(qū)長期暴露，容易造成有毒有害氣體外溢和采空區(qū)的自然發(fā)火，墻體受壓容易變形，出現(xiàn)采空區(qū)冒落、或爆炸時(shí)，抗沖擊效果不理想，若采空塌陷引發(fā)礦震，現(xiàn)有封閉墻很快就會(huì)出現(xiàn)裂縫，造成礦震沿著臨空老巷向施工巷道快速傳導(dǎo)。故該區(qū)域成為了礦井災(zāi)害的重點(diǎn)治理區(qū)域，影響著礦井安全生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種臨空老巷復(fù)合封閉墻及其建造方法。

為解決上述技術(shù)問題，本臨空老巷復(fù)合封閉墻，其特征在于：包括木質(zhì)支架，木質(zhì)支架架設(shè)在臨空老巷內(nèi)，木質(zhì)支架四周必要處釘有木板，木質(zhì)支架及木板上釘有帆布，帆布上涂有阻燃膠，形成涂膠帆布，涂膠帆布上噴涂0.5米厚高分子發(fā)泡材料層，高分子發(fā)泡材料層后堆砌3米厚煤灰袋墻層，煤灰袋墻層后再構(gòu)建1米厚鋼筋混凝土墻，涂膠帆布、高分子發(fā)泡材料層、煤灰袋墻層和鋼筋混凝土墻分別與頂板、底板及巷道兩側(cè)側(cè)壁相接，所述涂膠帆布、高分子發(fā)泡材料層、煤灰袋墻層和鋼筋混凝土墻，自采空區(qū)到施工巷道依次設(shè)置，形成臨空老巷復(fù)合封閉墻，臨空老巷頂部分別固定注漿管、在線檢測管、人工取樣管、氣壓管和備用管，上述注漿管、在線檢測管、人工取樣管、氣壓管和備用管貫穿臨空老巷復(fù)合封閉墻，其內(nèi)端伸至采空區(qū)的塌陷區(qū)上方，其外端延伸至施工巷道，在注漿管、人工取樣管和備用管外端加裝閥門，并將閥門關(guān)閉，將氣壓管外端封閉，并加設(shè)壓力傳感器或水柱氣壓計(jì)，在線檢測管外端封閉，在線檢測管內(nèi)端設(shè)置溫度傳感器、甲烷傳感器、氧氣傳感器、紅外線攝像頭和束管檢測線，上述溫度傳感器、甲烷傳感器、氧氣傳感器和紅外線攝像頭通過穿設(shè)在在線檢測管的線纜與一配用監(jiān)控電腦的信號(hào)輸入端相連，上述束管檢測線，由氣泵通過在線檢測管將采空區(qū)氣體抽取至地面，通過地面檢測站的紅外線分析儀和氣相色譜儀進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)采空區(qū)內(nèi)一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氧氣、乙炔、乙烯、乙烷、氮?dú)獾劝朔N氣體的預(yù)測預(yù)報(bào)。

涂膠帆布可以確保高分子發(fā)泡材料層有效填充，避免產(chǎn)生不必要縫隙。高分子發(fā)泡材料層彈性好，有效吸收采空塌陷引發(fā)的礦震，煤灰袋墻層具有一定的流動(dòng)性和形變適應(yīng)能力，可有效適應(yīng)頂板不同程度的下沉，并將這種下降壓力部分分散到1米厚鋼筋混凝土墻上，而鋼筋混凝土墻通過長錨桿錨入周邊的頂板、底板和巷道兩側(cè)的巖石或煤層內(nèi)，提供了有效支撐和保護(hù)。

單一、普通的臨空老巷封閉墻在遭遇一至二次大的礦震，接頂處或兩側(cè)常常出現(xiàn)裂縫，不得不進(jìn)行修補(bǔ)。而采用本臨空老巷復(fù)合封閉墻，在歷經(jīng)十多次礦震，依然完好如初。

如此設(shè)計(jì)，施工快捷，可以及時(shí)隔斷采空區(qū)，而且由采空區(qū)到施工巷，依次設(shè)置涂膠帆布、高分子發(fā)泡材料層、煤灰袋墻層和鋼筋混凝土墻，機(jī)械強(qiáng)度越來越大，一方面可以提供可靠的支撐和密封，防止采空區(qū)的有毒氣體外溢，另一方面可以層層遞減采空塌陷引發(fā)的礦震，保證施工巷道安全。

作為優(yōu)化，所述注漿管由4吋鋼管構(gòu)成，所述備用管有一條。如此設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡單、方便。

作為優(yōu)化，所述高分子發(fā)泡材料層由發(fā)泡迅速、反應(yīng)過程中產(chǎn)熱較少的賽福特或羅克休制成。如此設(shè)計(jì)，發(fā)泡迅速、噴涂方便，受壓后不宜干裂的特點(diǎn)，起到了快速封閉采空區(qū)、防止煤層自燃以及有毒有害氣體外溢的作用。

作為優(yōu)化，所述煤灰袋墻層還包括兩側(cè)的鐵絲菱形網(wǎng)，所述煤灰袋就堆砌在兩側(cè)的鐵絲菱形網(wǎng)之間。如此設(shè)計(jì)，施工方便，可保證煤灰袋墻層不坍不到。

作為優(yōu)化，所述鋼筋混凝土墻內(nèi)部設(shè)有三層鐵絲菱形網(wǎng)，每層鐵絲菱形網(wǎng)四周分別設(shè)有錨桿，上述錨桿分別打入臨空老巷的頂板、底板和兩側(cè)煤壁或巖壁內(nèi)，所述每層鐵絲菱形網(wǎng)分別固定在錨桿的錨桿頭或錨桿基板上。如此設(shè)計(jì)，鐵絲菱形網(wǎng)被錨桿固定在周邊巷道，與混凝土澆筑到一起，形成牢固、緊實(shí)封閉墻，安全可靠。

前述臨空老巷復(fù)合封閉墻的建造方法，包括下述步驟：

①.在臨空老巷上規(guī)劃出一段5米長的區(qū)域，在臨空老巷巷頂下方固定注漿管、在線檢測管、人工取樣管、氣壓管和備用管，上述管道在上述區(qū)域內(nèi)縱向延伸，一端延伸到采空區(qū)的塌陷區(qū)上方，另一端伸出相應(yīng)區(qū)域，清掃區(qū)域內(nèi)的頂板、底板及巷道側(cè)壁上浮灰和浮矸；

②.在清掃區(qū)域臨空老巷內(nèi)架設(shè)木質(zhì)支架，在木質(zhì)支架四周必要處釘有木板，木質(zhì)支架及木板上釘有帆布，帆布上涂有阻燃膠，形成涂膠帆布，涂膠帆布四周分別與頂板、底板及巷道兩側(cè)側(cè)壁相接；

③.涂膠帆布上噴涂0.5米厚高分子發(fā)泡材料層，并使高分子發(fā)泡材料層四周分別與頂板、底板及巷道兩側(cè)側(cè)壁相接；

④.高分子發(fā)泡材料層后堆砌3米厚煤灰袋墻層，并使煤灰袋墻層四周分別與頂板、底板及巷道兩側(cè)側(cè)壁相接；

⑤.煤灰袋墻層后再構(gòu)建1米厚鋼筋混凝土墻，并使鋼筋混凝土墻四周分別與頂板、底板及巷道兩側(cè)側(cè)壁相接；

⑥.在注漿管、人工取樣管和備用管外端加裝閥門，并將閥門關(guān)閉，將氣壓管外端封閉，并加設(shè)壓力傳感器或水柱氣壓計(jì)，在線檢測管外端封閉，在線檢測管內(nèi)端設(shè)置溫度傳感器、甲烷傳感器、氧氣傳感器、紅外線攝像頭和束管檢測線，上述溫度傳感器、甲烷傳感器、氧氣傳感器和紅外線攝像頭通過穿設(shè)在在線檢測管的線纜與一配用監(jiān)控電腦的信號(hào)輸入端相連，上述束管檢測線，由氣泵通過在線檢測管將采空區(qū)氣體抽取至地面，通過地面檢測站的紅外線分析儀和氣相色譜儀進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)采空區(qū)內(nèi)一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氧氣、乙炔、乙烯、乙烷、氮?dú)獾劝朔N氣體的預(yù)測預(yù)報(bào)。

如此設(shè)計(jì)，一方面可以通過注漿管向采空區(qū)的塌陷區(qū)進(jìn)行注漿填充；另一方面可以利用溫度傳感器、瓦斯傳感器和氧氣傳感器，通過配用的監(jiān)控電腦，時(shí)刻監(jiān)控采空區(qū)的塌陷區(qū)的空氣，還可通過紅外線攝像頭定期觀察采空區(qū)的塌陷區(qū)的影像，及時(shí)發(fā)現(xiàn)塌陷區(qū)的影像變化和溫度變化。

還可以定期通過人工取樣管和在線檢測管分析采空區(qū)的塌陷區(qū)氣體，必要時(shí)可采取壓注膠體或惰性氣體的方法預(yù)防煤層自燃。

本發(fā)明臨空老巷復(fù)合封閉墻及其建造方法可快速、有效隔絕采空塌陷區(qū)，預(yù)防煤層自燃，減緩采空塌陷引發(fā)的礦震影響，廣泛適用于各種煤礦礦井。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明臨空老巷復(fù)合封閉墻及其建造方法作進(jìn)一步說明：

圖1是本臨空老巷復(fù)合封閉墻的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中鋼筋混凝土墻的錨桿鐵絲菱形網(wǎng)的橫向分布示意圖；

圖3是圖1中鋼筋混凝土墻的錨桿鐵絲菱形網(wǎng)的縱向分布示意圖。

圖中：1為木質(zhì)支架、2為臨空老巷、3為涂膠帆布、4為高分子發(fā)泡材料層、5為煤灰袋墻層、6為鋼筋混凝土墻、7為采空區(qū)、8為施工巷道、9為注漿管、10為在線檢測管、11為人工取樣管、12為氣壓管、13為備用管、14為閥門、15為水柱氣壓計(jì)、16為鐵絲菱形網(wǎng)、17為錨桿。

具體實(shí)施方式

實(shí)施方式一：如圖1-3所示，本發(fā)明臨空老巷復(fù)合封閉墻包括木質(zhì)支架1，木質(zhì)支架1架設(shè)在臨空老巷2內(nèi)，木質(zhì)支架1四周必要處釘有木板，木質(zhì)支架及木板上釘有帆布，帆布上涂有阻燃膠，形成涂膠帆布3，涂膠帆布3上噴涂0.5米厚高分子發(fā)泡材料層4，高分子發(fā)泡材料層4后堆砌3米厚煤灰袋墻層5，煤灰袋墻層后再構(gòu)建1米厚鋼筋混凝土墻6，涂膠帆布3、高分子發(fā)泡材料層4、煤灰袋墻層5和鋼筋混凝土墻6分別與頂板、底板及巷道兩側(cè)側(cè)壁相接，所述涂膠帆布3、高分子發(fā)泡材料層4、煤灰袋墻層5和鋼筋混凝土墻6，自采空區(qū)7到施工巷道8依次設(shè)置，形成臨空老巷復(fù)合封閉墻。臨空老巷2頂部分別固定注漿管9、在線檢測管10、人工取樣管11、氣壓管12和備用管13，上述注漿管9、在線檢測管10、人工取樣管11、氣壓管12和備用管13貫穿臨空老巷復(fù)合封閉墻，其內(nèi)端伸至采空區(qū)7的塌陷區(qū)上方，其外端延伸至施工巷道8，在注漿管9、人工取樣管11和備用管13外端加裝閥門14，并將閥門14關(guān)閉，將氣壓管12外端封閉，并加設(shè)壓力傳感器或水柱氣壓計(jì)15，在線檢測管10外端封閉，在線檢測管10內(nèi)端上設(shè)有溫度傳感器(圖中未示出)、甲烷傳感器(圖中未示出)、氧氣傳感器(圖中未示出)、紅外線攝像頭(圖中未示出)和束管檢測線(圖中未示出)，上述溫度傳感器、甲烷傳感器、氧氣傳感器和紅外線攝像頭通過穿設(shè)在在線檢測管的線纜與一配用監(jiān)控電腦(圖中未示出)的信號(hào)輸入端相連，束管檢測線由氣泵通過在線檢測管將采空區(qū)氣體抽取至地面，通過地面檢測站的紅外線分析儀和氣相色譜儀進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)采空區(qū)內(nèi)一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氧氣、乙炔、乙烯、乙烷、氮?dú)獾劝朔N氣體的預(yù)測預(yù)報(bào)。

所述注漿管9由4吋鋼管構(gòu)成，所述備用管13有一條。

所述高分子發(fā)泡材料層4由發(fā)泡迅速、反應(yīng)過程中產(chǎn)熱較少的賽福特或羅克休制成。

所述煤灰袋墻層5還包括兩側(cè)的鐵絲菱形網(wǎng)16，所述煤灰袋就堆砌在兩側(cè)的鐵絲菱形網(wǎng)16之間。

所述鋼筋混凝土墻6內(nèi)部設(shè)有三層鐵絲菱形網(wǎng)16，每層鐵絲菱形網(wǎng)四周分別設(shè)有錨桿17，上述錨桿17分別打入臨空老巷的頂板、底板和兩側(cè)煤壁或巖壁內(nèi)，所述每層鐵絲菱形網(wǎng)16分別固定在錨桿17的錨桿頭或錨桿基板上。

前述的臨空老巷復(fù)合封閉墻的建造方法，包括下述步驟：

①.在臨空老巷2上規(guī)劃出一段5米長的區(qū)域，在臨空老巷2巷頂下方固定注漿管9、在線檢測管10、人工取樣管11、氣壓管12和備用管13，上述管道在上述區(qū)域內(nèi)縱向延伸，一端延伸到采空區(qū)7的塌陷區(qū)上方，另一端伸出相應(yīng)區(qū)域，清掃區(qū)域內(nèi)的頂板、底板及巷道側(cè)壁上浮灰和浮矸；

②.在清掃區(qū)域臨空老巷2內(nèi)架設(shè)木質(zhì)支架1，在木質(zhì)支架1四周必要處釘有木板，木質(zhì)支架1及木板上釘有帆布，帆布上涂有明膠，形成涂膠帆布3，涂膠帆布3四周分別與頂板、底板及巷道兩側(cè)側(cè)壁相接；

③.涂膠帆布3上噴涂0.5米厚高分子發(fā)泡材料層4，并使高分子發(fā)泡材料層4四周分別與頂板、底板及巷道兩側(cè)側(cè)壁相接；

④.高分子發(fā)泡材料層4后堆砌3米厚煤灰袋墻層5，并使煤灰袋墻層5四周分別與頂板、底板及巷道兩側(cè)側(cè)壁相接；

⑤.煤灰袋墻層后再構(gòu)建1米厚鋼筋混凝土墻6，并使鋼筋混凝土墻6四周分別與頂板、底板及巷道兩側(cè)側(cè)壁相接；

⑥.在注漿管9、人工取樣管11和備用管13外端加裝閥門14，并將閥門14關(guān)閉，將氣壓管12外端封閉，并加設(shè)壓力傳感器或水柱氣壓計(jì)15，在線檢測管10外端封閉，在線檢測管10內(nèi)端設(shè)置溫度傳感器、瓦斯感應(yīng)器和氧氣傳感器和紅外線攝像頭，上述溫度傳感器、瓦斯感應(yīng)器和氧氣傳感器和紅外線攝像頭通過穿設(shè)在在線檢測管的線纜與一配用監(jiān)控電腦的信號(hào)輸入端相連，束管檢測線由氣泵通過在線檢測管將采空區(qū)氣體抽取至地面，通過地面檢測站的紅外線分析儀和氣相色譜儀進(jìn)行分析。