一種礦井快速自建移動水閘墻及其建筑方法技術

本發明專利技術涉及一種礦井快速自建移動水閘墻及其建筑方法，該水閘墻包括固定并捆扎巷道頂板的墻體袋，墻體袋內裝有固體吸水膨脹材料，或者墻體袋通過注漿泵連通裝有兩種液體膨脹固化材料的兩材料罐，在巷道底板上安裝有水壓/流速傳感器，水壓/流速傳感器與墻體袋捆扎機構和注漿泵電連接。本發明專利技術可在煤礦發生突水時，利用水壓/流速信號開動展開墻體袋，利用壓縮空氣驅動注漿泵，使得兩種液體膨脹材料混合后注入墻體袋并膨脹固化，或在墻體展開后墻體袋內的固體吸水膨脹材料吸水膨脹，可以在無人、斷電、水淹的情況下自動建筑水閘墻。本發明專利技術可以對煤礦老空區透水、陷落柱突水、沖積層潰水和地表水灌入等大型水害進行防治，達到減少甚至杜絕煤礦重大水害的目的。

【技術實現步驟摘要】
一種礦井快速自建移動水閘墻及其建筑方法
本專利技術涉及一種水閘墻，具體涉及一種煤礦重大水害防治技術的礦井快速自建移動水閘墻及其建筑方法。
技術介紹
我國礦井水害頻發，不但制約著我國煤礦安全生產，而且是礦難最主要的形因之一。煤礦的大型突水原因包括老空透水、陷落柱突水、斷層突水以及地表水灌入等。其中老空水害在我國最為嚴重。目前，我國有數以千計整合煤礦，其由數萬座小煤礦整合而成，小煤礦積水區難以查清，嚴重地威脅或危害著生產安全。例如造成廣東大興煤礦123人死亡，王家嶺煤礦38人死亡的老空透水；其次為地表水灌入和陷落柱水害，例如造成華裕煤礦186人死亡，樂平沿溝煤礦4人死亡的地表水灌入；造成駱駝山煤礦32人死亡，范各莊煤礦17人死亡，皖北任樓煤礦等5個煤礦淹井的陷落柱突水。難以查明或預測的隱伏導水斷層、陷落柱、老礦區和越來越多的極端天氣造成的地表灌入，使得礦井大型突水難以避免。由于此類水害來勢迅猛，井下工作人員沒有足夠逃生的時間，煤礦此類水害每年都會造成數數以百計的人員死亡，而這種水害發生頻度還將不斷的上升，因此急需一種能夠快速自建的堵水設備以阻止此類水害的發生，達到不死人、不淹井的目的。水閘墻是我國傳統、成熟的水害防治技術，它是在水害發生后人為地在巷道的合適地段建筑混凝土墻體，以達到隔離水害區的目的。但這一技術的實施條件是：①災害已經發生；②人員可以達到；③巷道具備運輸、通電和無障礙物條件。可見這種方法嚴格地說屬于救災或復礦技術，不具備快速、防災特點，無法為人員逃離爭取時間。因此，在快速、自建、移動類型的水閘墻方面國內外尚屬空白。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術的目的是提供一種煤礦重大水害防治技術的礦井快速自建移動水閘墻及其建筑方法。為實現上述目的，本專利技術采取以下技術方案：一種礦井快速自建移動水閘墻，其特征在于，包括一墻體袋，所述墻體袋內設置有一根漿液噴管，所述墻體袋和漿液噴管可拆卸地固定于巷道頂板，并通過墻體袋捆扎機構將所述墻體袋捆扎收攏；在所述墻體袋的下游巷道壁上固定有兩材料罐，兩所述材料罐內分別裝有兩種混合后能夠發生膨脹固化反應的液體膨脹固化材料；在兩所述材料罐旁固定有一風動注漿泵，所述風動注漿泵的吸漿管分別與兩所述材料罐連接，出漿管通過一漿液混合器與所述墻體袋內的漿液噴管連接；在巷道底板上安裝有一水壓/流速傳感器圖中未示出，所述水壓/流速傳感器與所述風動注漿泵和墻體袋捆扎機構電連接。一種礦井快速自建移動水閘墻，其特征在于，該水閘墻包括一墻體袋，所述墻體袋內裝有固體吸水膨脹材料；所述墻體袋可拆卸地固定于巷道頂板，并通過墻體袋捆扎機構將所述墻體袋捆扎收攏；在巷道底板上安裝有一水壓/流速傳感器，所述水壓/流速傳感器與所述墻體袋捆扎機構電連接。在一個優選的實施例中，在所述墻體袋的下游端還設置有若干個阻擋立柱，同時在墻體袋的上游端設置若干根固袋繩，所述固袋繩的一端固定于所述墻體袋的底部迎水端，另一端固定于巷道頂板的錨桿端。在一個優選的實施例中，在無皮帶架的巷道，所述墻體袋采用單體式墻體袋；所述單體式墻體袋由一個高強度紡織品袋組成，所述單體式墻體袋展開后的斷面形態與巷道的斷面形態相近，但其斷面尺寸略大于巷道的實際尺寸。在一個優選的實施例中，在有皮帶架的巷道，所述墻體袋采用組合式墻體袋；所述組合式墻體袋由兩個高強度紡織品袋組成，分別為“褲狀”主墻袋和“枕狀”副墻袋，其中所述主墻袋展開后的斷面形態與巷道的斷面形態相近，且其騎跨于皮帶架上，所述主墻袋的斷面尺寸略大于巷道的實際尺寸；所述副墻袋內裝有固體吸水膨脹材料，其固定于所述主墻袋下方的皮帶架下的底板上。在一個優選的實施例中，所述液體膨脹固化材料采用無毒、無嗅、無腐蝕性、無放熱的有機-無機物質雜化材料，其膨脹倍數大于30，起始膨脹時間15s～300s可控，膨脹始終時間小于20s，膨脹固化后的抗壓強度大于10MPa。在一個優選的實施例中，固體吸水膨脹材料采用無毒、無嗅、無腐蝕性的高分子吸水膨脹材料，其吸水膨脹倍數大于550，吸水膨脹始終時間小于10min。一種上述礦井快速自建移動水閘墻的建筑方法，在無皮帶架的巷道，建筑單體式液體膨脹固化材料充填型水閘墻或單體式固體吸水膨脹材料充填型水閘墻；其中，建筑單體式液體膨脹固化材料充填型水閘墻包括以下步驟：1)根據巷道斷面大小和形態量身定做墻體袋，并使得墻體袋的斷面尺寸略大于巷道的實際尺寸；2)在墻體袋內設置一根漿液噴管，并將帶有漿液噴管的墻體袋用錨桿或錨索固定于巷道頂板，然后用墻體袋捆扎機構將墻體袋捆扎收攏；3)將分別裝有兩種液體膨脹固化材料的兩材料罐固定于墻體袋的下游巷道壁合適的部位；4)將風動注漿泵固定于兩材料罐旁；5)將風動注漿泵的吸漿管分別與兩材料罐連接，出漿管與漿液混合器連接后，再與墻體袋內的漿液噴管連接；6)將水壓/流速傳感器安裝于巷道底板上，并與風動注漿泵和墻體袋捆扎機構電連接；7)在墻體袋的下游端施工兩個阻擋立柱，同時在墻體袋的上游端施工兩根固袋繩，固袋繩的一端固定于墻體袋的底部迎水端，另一端固定于巷道頂板的錨桿端，以阻止墻體被水沖走；8)當水壓/流速傳感器檢測到因突水造成水壓/流速超過閾值時，水壓/流速傳感器控制墻體袋捆扎機構打開以使墻體袋展開，同時控制風動注漿泵啟動，兩材料罐的液體膨脹固化材料經漿液混合器后被注入墻體袋內，混合后的液體膨脹固化材料在墻體袋內膨脹固化后使墻體袋與巷道壁緊密接觸，自動建筑水閘墻；9)如果沒有突水，則水閘墻不會建筑，當掘進頭向前移動一段距離后，拆卸墻體袋后向前移動并重新安裝，同時向前移動材料罐、風動注漿泵及相關部件；建筑單體式固體吸水膨脹材料充填型水閘墻則包括以下步驟：1)同上述的步驟1)；2)將裝有固體吸水膨脹材料的墻體袋用錨桿或錨索固定于巷道頂板，然后用墻體袋捆扎機構將墻體袋捆扎收攏；3)將水壓/流速傳感器安裝于巷道底板上，并與墻體袋捆扎機構電連接；4)同上述的步驟7)；5)當水壓/流速傳感器檢測到因突水造成水壓/流速超過閾值時，水壓/流速傳感器控制墻體袋捆扎機構打開以使墻體袋展開，墻體袋內的固體吸水膨脹材料吸水膨脹固化后使墻體袋與巷道壁緊密接觸，自動建筑水閘墻；6)如果沒有突水，則水閘墻不會建筑，當掘進頭向前移動一段距離后，拆卸墻體袋后向前移動并重新安裝，同時向前移動阻擋立柱和固袋繩。一種上述礦井快速自建移動水閘墻的建筑方法，在有皮帶架的巷道，建筑組合式液體膨脹固化材料充填型水閘墻或組合式固體吸水膨脹材料充填型水閘墻；其中，建筑組合式液體膨脹固化材料充填型水閘墻包括以下步驟：1)根據巷道斷面大小和形態以及皮帶機的位置和大小量身定做“褲狀”主墻袋，使得主墻袋的斷面尺寸略大于巷道的實際尺寸；2)在主墻袋內設置一根漿液噴管，并將帶有漿液噴嘴的主墻袋用錨桿或錨索固定于巷道頂板，位置上要保證主墻袋能夠準確地騎跨于皮帶架上，然后用墻體袋捆扎機構將主墻袋捆扎收攏；3)將分別裝有兩種液體膨脹固化材料的兩材料罐固定于主墻袋的下游巷道壁合適的部位；4)將風動注漿泵固定于兩材料罐旁；5)將風動注漿泵的吸漿管分別與兩材料罐連接，出漿管與漿液混合器連接后，再與主墻袋內的漿液噴管連接；6)將水壓/流速傳感器安裝于巷道底板上，并與風動注漿泵和墻體袋捆扎機構電連接；7)將裝有固體吸水膨脹材料的“枕本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種礦井快速自建移動水閘墻，其特征在于，包括一墻體袋，所述墻體袋內設置有一根漿液噴管，所述墻體袋和漿液噴管可拆卸地固定于巷道頂板，并通過墻體袋捆扎機構將所述墻體袋捆扎收攏；在所述墻體袋的下游巷道壁上固定有兩材料罐，兩所述材料罐內分別裝有兩種混合后能夠發生膨脹固化反應的液體膨脹固化材料；在兩所述材料罐旁固定有一風動注漿泵，所述風動注漿泵的吸漿管分別與兩所述材料罐連接，出漿管通過一漿液混合器與所述墻體袋內的漿液噴管連接；在巷道底板上安裝有一水壓/流速傳感器圖中未示出，所述水壓/流速傳感器與所述風動注漿泵和墻體袋捆扎機構電連接。

【技術特征摘要】
1.一種礦井快速自建移動水閘墻，其特征在于，包括一墻體袋，所述墻體袋內設置有一根漿液噴管，所述墻體袋和漿液噴管可拆卸地固定于巷道頂板，并通過墻體袋捆扎機構將所述墻體袋捆扎收攏；在所述墻體袋的下游巷道壁上固定有兩材料罐，兩所述材料罐內分別裝有兩種混合后能夠發生膨脹固化反應的液體膨脹固化材料；在兩所述材料罐旁固定有一風動注漿泵，所述風動注漿泵的吸漿管分別與兩所述材料罐連接，出漿管通過一漿液混合器與所述墻體袋內的漿液噴管連接；在巷道底板上安裝有一水壓/流速傳感器圖中未示出，所述水壓/流速傳感器與所述風動注漿泵和墻體袋捆扎機構電連接。2.一種礦井快速自建移動水閘墻，其特征在于，該水閘墻包括一墻體袋，所述墻體袋內裝有固體吸水膨脹材料；所述墻體袋可拆卸地固定于巷道頂板，并通過墻體袋捆扎機構將所述墻體袋捆扎收攏；在巷道底板上安裝有一水壓/流速傳感器，所述水壓/流速傳感器與所述墻體袋捆扎機構電連接；在無皮帶架的巷道，所述墻體袋采用單體式墻體袋；所述單體式墻體袋由一個高強度紡織品袋組成，所述單體式墻體袋展開后的斷面形態與巷道的斷面形態相近，但其斷面尺寸略大于巷道的實際尺寸；在有皮帶架的巷道，所述墻體袋采用組合式墻體袋；所述組合式墻體袋由兩個高強度紡織品袋組成，分別為“褲狀”主墻袋和“枕狀”副墻袋，其中所述主墻袋展開后的斷面形態與巷道的斷面形態相近，且其騎跨于皮帶架上，所述主墻袋的斷面尺寸略大于巷道的實際尺寸；所述副墻袋內裝有固體吸水膨脹材料，其固定于所述主墻袋下方的皮帶架下的底板上。3.如權利要求1或2所述的一種礦井快速自建移動水閘墻，其特征在于，在所述墻體袋的下游端還設置有若干個阻擋立柱，同時在墻體袋的上游端設置若干根固袋繩，所述固袋繩的一端固定于所述墻體袋的底部迎水端，另一端固定于巷道頂板的錨桿端。4.如權利要求1所述的一種礦井快速自建移動水閘墻，其特征在于，在無皮帶架的巷道，所述墻體袋采用單體式墻體袋；所述單體式墻體袋由一個高強度紡織品袋組成，所述單體式墻體袋展開后的斷面形態與巷道的斷面形態相近，但其斷面尺寸略大于巷道的實際尺寸。5.如權利要求1所述的一種礦井快速自建移動水閘墻，其特征在于，在有皮帶架的巷道，所述墻體袋采用組合式墻體袋；所述組合式墻體袋由兩個高強度紡織品袋組成，分別為“褲狀”主墻袋和“枕狀”副墻袋，其中所述主墻袋展開后的斷面形態與巷道的斷面形態相近，且其騎跨于皮帶架上，所述主墻袋的斷面尺寸略大于巷道的實際尺寸；所述副墻袋內裝有固體吸水膨脹材料，其固定于所述主墻袋下方的皮帶架下的底板上。6.如權利要求1所述的一種礦井快速自建移動水閘墻，其特征在于，所述液體膨脹固化材料采用無毒、無嗅、無腐蝕性、無放熱的有機-無機物質雜化材料，其膨脹倍數大于30，起始膨脹時間15s～300s可控，膨脹始終時間小于20s，膨脹固化后的抗壓強度大于10MPa。7.如權利要求2所述的一種礦井快速自建移動水閘墻，其特征在于，固體吸水膨脹材料采用無毒、無嗅、無腐蝕性的高分子吸水膨脹材料，其吸水膨脹倍數大于550，吸水膨脹始終時間小于10min。8.一種如權利要求2或4所述的礦井快速自建移動水閘墻的建筑方法，在無皮帶架的巷道，建筑單體式液體膨脹固化材料充填型水閘墻或單體式固體吸水膨脹材料充填型水閘墻；其中，建筑單體式液體膨脹固化材料充填型水閘墻包括以下步驟：1)根據巷道斷面大小和形態量身定做墻體袋，并使得墻體袋的斷面尺寸略大于巷道的實際尺寸；2)在墻體袋內設置一根漿液噴管，并將帶有漿液噴管的墻體袋用錨桿或錨索固定于巷道頂板，然后用墻體袋捆扎機構將墻體袋捆扎收攏；3)將分別裝有兩種液體膨脹固化材料的兩材料罐固定于墻體袋的下游巷道壁合適的部位；4)將風動注漿泵固定于兩材料罐旁；5)將風動注漿泵的吸漿管分別與兩材料罐連接，出漿管與漿液混合器連接后，再與墻體袋內的漿液噴管連接；6)將水壓/流速傳感器安裝于巷道底板上，并與風動注漿泵和墻體袋捆扎機構電連接；7)在墻體袋的下游端施工兩個阻擋立柱，同時在墻體袋的上游端施工兩根固袋繩，固袋繩的一端固定于墻體袋的底部迎水端，另一端固定于巷道頂板的錨桿端，以阻止墻體被水沖走；8)當水壓/流速傳感器檢測到因突水造成水壓/流速超過閾值時，水壓/流速傳感器控制墻體袋捆扎機構打開...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王經明，
申請(專利權)人：王經明，
類型：發明
國別省市：河北;13