煤矿联络巷密闭墙及其密闭方法
阅读说明：本技术 煤矿联络巷密闭墙及其密闭方法 (Coal mine connecting roadway sealing wall and sealing method thereof ) 是由 勾金文 王凯 冯继伟 李全中 付宏伟 马兆鑫 于 2021-07-30 设计创作，主要内容包括：煤矿联络巷密闭墙及其密闭方法,包括分体组装式墙体和气囊式定位密封圈,分体组装式墙体的外轮廓和气囊式定位密封圈的内圈形状均呈矩形,气囊式定位密封圈套在分体组装式墙体的四周外侧,气囊式定位密封圈上连接有充气组件和放气组件,气囊式定位密封圈充气膨胀后内圈和外圈分别与分体组装式墙体四周外侧压接密封和联络巷顶板、底板及两帮压接密封。本发明的骨架采用轻钢框架,在轻钢框架四周外部设置气囊式定位密封圈,充气后紧贴联络巷四壁,不会产生大量热量,避免顶部浮煤自然；成本低,安装简易；各种尺寸可灵活适用于不同矿井的联络巷。(The coal mine connection roadway sealing wall comprises a split assembly type wall body and an air bag type positioning sealing ring, wherein the outer contour of the split assembly type wall body and the inner ring of the air bag type positioning sealing ring are rectangular, the air bag type positioning sealing ring is sleeved on the peripheral outer side of the split assembly type wall body, an inflating assembly and an deflating assembly are connected onto the air bag type positioning sealing ring, and after the air bag type positioning sealing ring is inflated and expanded, the inner ring and the outer ring are respectively in compression joint sealing with the peripheral outer side of the split assembly type wall body and are in compression joint sealing with a connection roadway top plate, a connection roadway bottom plate and two sides. The framework of the invention adopts a light steel framework, the outer parts of the periphery of the light steel framework are provided with air bag type positioning sealing rings, and the air bag type positioning sealing rings are tightly attached to the four walls of the contact roadway after being inflated, so that a large amount of heat can not be generated, and the natural float coal at the top can be avoided; the cost is low, and the installation is simple and easy; various sizes can be flexibly applied to the connection lanes of different mines.)
技术领域
本发明属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种煤矿联络巷密闭墙及其密闭方法。
背景技术
现在采煤工艺中，高产高效矿井多数为双巷掘进，并在掘进过程中设置联络巷来满足通风和行人的需要，如图1和图2所示，矿井回采过程中，所经过的联络巷14需要进行密闭处理，目的是将流向联络巷14的风量进行全面和有效拦截，从而增大流向回采工作面的风量来满足工作面需风量。现有的联络巷密闭方法主要两种，一种是砌墙灌注法，这种方法需要先砌一堵砖墙然后向砖墙内灌注大量用来密闭的填充材料或者是用木板做挡墙然后向木板内填充以黄土泥浆为主的密闭材料，再然后向联络巷顶部漏风处填充聚氨酯、罗克休等发泡材料。显然这种方法需要消耗大量人力，物力和时间，且对联络巷顶部漏风处理所用聚氨酯，洛克休等材料成本较高，其次这种补顶方法采用的原理是聚氨酯，洛克休发泡膨胀补顶，但是聚氨酯，洛克休发泡过程输入化学膨胀会释放大量热量容易引起顶部浮煤自然。另一种方法是用固化水泥层和发泡水泥层进行密封处理，该方法首先在联络巷内设置两个柔性模具，在往两个柔性模具内灌注固化水泥，在往两固化水泥层间灌注发泡水泥。可见，这种方法解决了大量放热问题，但是所需工程量依然巨大。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种煤矿联络巷密闭墙及其密闭方法，其能够降低联络巷密闭成本，缩短对联络巷密闭工作的时间，从而增大了矿井生产效率，避免引起联络巷顶部浮煤自然。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：煤矿联络巷密闭墙，包括分体组装式墙体和气囊式定位密封圈，分体组装式墙体的外轮廓和气囊式定位密封圈的内圈形状均呈矩形，气囊式定位密封圈套在分体组装式墙体的四周外侧，气囊式定位密封圈上连接有充气组件和放气组件，气囊式定位密封圈充气膨胀后内圈和外圈分别与分体组装式墙体四周外侧压接密封和联络巷顶板、底板及两帮压接密封。
分体组装式墙体包括结构相同的第一墙体单体模块、第二墙体单体模块、第三墙体单体模块和第四墙体单体模块；第一墙体单体模块位于左上侧，第二墙体单体模块位于右上侧，第三墙体单体模块位于左下侧，第四墙体单体模块位于右下侧；
四个墙体单体模块均包括呈矩形的轻钢框架，轻钢框架内侧通过钻尾螺丝及胶液固定设有阻燃篷布，每个墙体单体模块的轻钢框架在相邻的两条侧边上均开设有螺栓穿孔，第一墙体单体模块右侧边与第二墙体单体模块左侧边对接并通过第一螺栓组件连接；第一墙体单体模块下侧边与第三墙体单体模块上侧边对接并通过第二螺栓组件连接，第二墙体单体模块下侧边与第四墙体单体模块上侧边对接并通过第三螺栓组件连接，第三墙体单体模块右侧边与第四墙体单体模块左侧边对接并通过第四螺栓组件连接。
相邻两个轻钢框架对接的侧边之间均设有密封条。
充气组件包括充气接头和设在充气接头上的单向阀。
放气组件包括放气接头，放气接头上设有放气阀和压力表，压力表设在放气阀和气囊式定位密封圈套之间。
煤矿联络巷密闭墙的密闭方法，包括以下步骤：
（1）用螺栓组件将四个墙体单体模块拼接成完整的分体组装式墙体；
（2）将气囊式定位密封圈安装至拼接成型的分体组装式墙体的四周外部；
（3）将分体组装式墙体和气囊式定位密封圈垂直安放至联络巷中央位置；
（4）将充气泵与充气接头的充气口连接，启动充气泵向气囊式定位密封圈内进行充气，气囊式定位密封圈膨胀，气囊式定位密封圈的内圈和外圈分别与分体组装式墙体四周外侧压接密封和联络巷顶板、底板及两帮压接密封，当压力表显示读数达到设定值时，停止充气。
步骤（1）的具体操作过程为：
①首先将第一墙体单体模块和第二墙体单体模块平铺在联络巷底板上，将密封条放置到第一墙体单体模块和第二墙体单体模块之间，使用第一螺栓组件穿过对应的螺栓穿孔将第一墙体单体模块和第二墙体单体模块连接为一体；
②接着将第三墙体单体模块和第四墙体单体模块平铺在联络巷底板上，将密封条放置到第三墙体单体模块和第四墙体单体模块之间，使用第四螺栓组件穿过对应的螺栓穿孔将第三墙体单体模块和第四墙体单体模块连接为一体；
③再将步骤①组装好的两块墙体单体模块和步骤②组装好的两块墙体单体模块前后对接，将一根密封条放置到第一墙体单体模块与第三墙体单体模块以及第二墙体单体模块与第四墙体单体模块之间，使用第二螺栓组件第一墙体单体模块与第三墙体单体模块连接，使用第三螺栓组件第二墙体单体模块与第四墙体单体模块连接；
④将组装连接为一体的四块墙体单体模块竖立起来，即为分体组装式墙体。
若要解封联络巷，拆除密闭墙，具体操作如下：打开放气阀，气囊式定位密封圈套开始放气；气囊式定位密封圈套四周外部脱离联络巷顶板及两帮，当放气完毕后，将密闭墙整体平放至地面上；先取下气囊式定位密封圈套；再用扳手拧松螺栓组件的螺母，以此分离四个墙体单体模块。
采用上述技术方案，本发明中的气囊式定位密封圈的特点是内圈、外全都是矩形，与分体组装式墙体四周和联络巷横断面相适配，气囊式定位密封圈宽度0.3m，这样可以增加气囊式定位密封圈与联络巷内壁的接触面积，加强密封效果；气囊式定位密封圈的厚度可灵活控制在0.3~0.5m之间，用来调节联络巷内壁间的压接强度。气囊式定位密封圈上设置有充气口和放气口，充气接头上安装有单向阀，放气接头上安装有压力表和放气阀。气囊式定位密封圈也有不同类型，适用于不同厚度的密封墙。
本发明中的分体组装式墙体是由四个墙体单体模块通过螺栓组件紧固连接形成矩形结构。墙体单体模块是用钻尾螺丝将阻燃篷布固定到轻钢框架内侧，然后用密封胶枪将轻钢框架内侧与阻燃篷布连接处做密封处理，用阻燃篷布做主要密闭体，阻燃篷布在离开火源后自动熄灭，不会继续燃烧，可以有效地减少火灾的影响，并且采用了简单的物理连接方式，省时，省工，且成本低，安装简易。该分体组装式墙体采用简单的螺栓螺母紧固，特点是可以拆卸，拆卸以后体积小，方便携带，组装方便，大大缩短了对联络巷密闭工作的时间，从而在一定程度上提高了矿井的生产效率；墙体单体模块的尺寸还可以设计为1.2m*0.9m、1.6m*1.2m等不同尺寸，适用不同的联络巷。
综上所述，本发明具有以下技术效果：
1）骨架采用轻钢框架，在轻钢框架四周外部设置气囊式定位密封圈，充气后紧贴联络巷四壁，不会产生大量热量，避免顶部浮煤自然；
2）墙体单体模块采用轻钢框架和防火阻燃篷布复合而成的密闭墙，成本低，安装简易；
3）本发明还将可将分体组装式墙体拆分成若干单独的密闭模块，各种尺寸可灵活适用于不同矿井的联络巷。
附图说明
图1是煤矿联络巷的平面示意图；
图2是煤矿联络巷的立面示意图；
图3是本发明中分体组装式墙体的结构示意图；
图4是本发明中气囊式定位密封圈的立体结构图；
图5是本发明中墙体单体模块的立体结构图。
图中标号：
1-第一墙体单体模块；2 -第二墙体单体模块；3-第三墙体单体模块；4-第四墙体单体模块；5-气囊式定位密封圈；6-轻钢框架；7-阻燃篷布；8-螺栓穿孔；9-充气接头；10-单向阀；11-放气接头；12-放气阀；13-压力表；14-联络巷；15-煤柱；16-巷道。
具体实施方式
如图3-图5所示，本发明的煤矿联络巷密闭墙，包括分体组装式墙体和气囊式定位密封圈5，分体组装式墙体的外轮廓和气囊式定位密封圈5的内圈形状均呈矩形，气囊式定位密封圈5套在分体组装式墙体的四周外侧，气囊式定位密封圈5上连接有充气组件和放气组件，气囊式定位密封圈5充气膨胀后内圈和外圈分别与分体组装式墙体四周外侧压接密封和联络巷顶板、底板及两帮压接密封。
分体组装式墙体包括结构相同的第一墙体单体模块1、第二墙体单体模块2、第三墙体单体模块3和第四墙体单体模块4；第一墙体单体模块1位于左上侧，第二墙体单体模块2位于右上侧，第三墙体单体模块3位于左下侧，第四墙体单体模块4位于右下侧；
四个墙体单体模块均包括呈矩形的轻钢框架6，轻钢框架6内侧通过钻尾螺丝及胶液固定设有阻燃篷布7，每个墙体单体模块的轻钢框架6在相邻的两条侧边上均开设有螺栓穿孔8，第一墙体单体模块1右侧边与第二墙体单体模块2左侧边对接并通过第一螺栓组件连接；第一墙体单体模块1下侧边与第三墙体单体模块3上侧边对接并通过第二螺栓组件连接，第二墙体单体模块2下侧边与第四墙体单体模块4上侧边对接并通过第三螺栓组件连接，第三墙体单体模块3右侧边与第四墙体单体模块4左侧边对接并通过第四螺栓组件连接。
相邻两个轻钢框架6对接的侧边之间均设有密封条。
充气组件包括充气接头9和设在充气接头9上的单向阀10。
放气组件包括放气接头11，放气接头11上设有放气阀12和压力表13，压力表13设在放气阀12和气囊式定位密封圈5套之间。
本发明中的螺栓组件、密封条在图上未示意出来。
煤矿联络巷密闭墙的密闭方法，包括以下步骤：
（1）用螺栓组件将四个墙体单体模块拼接成完整的分体组装式墙体；
（2）将气囊式定位密封圈5安装至拼接成型的分体组装式墙体的四周外部；
（3）将分体组装式墙体和气囊式定位密封圈5垂直安放至联络巷中央位置；
（4）将充气泵与充气接头9的充气口连接，启动充气泵向气囊式定位密封圈5内进行充气，气囊式定位密封圈5膨胀，气囊式定位密封圈5的内圈和外圈分别与分体组装式墙体四周外侧压接密封和联络巷顶板、底板及两帮压接密封，当压力表13显示读数达到设定值时，停止充气。
步骤（1）的具体操作过程为：
①首先将第一墙体单体模块1和第二墙体单体模块2平铺在联络巷底板上，将密封条放置到第一墙体单体模块1和第二墙体单体模块2之间，使用第一螺栓组件穿过对应的螺栓穿孔8将第一墙体单体模块1和第二墙体单体模块2连接为一体；
②接着将第三墙体单体模块3和第四墙体单体模块4平铺在联络巷底板上，将密封条放置到第三墙体单体模块3和第四墙体单体模块4之间，使用第四螺栓组件穿过对应的螺栓穿孔8将第三墙体单体模块3和第四墙体单体模块4连接为一体；
③再将步骤①组装好的两块墙体单体模块和步骤②组装好的两块墙体单体模块前后对接，将一根密封条放置到第一墙体单体模块1与第三墙体单体模块3以及第二墙体单体模块2与第四墙体单体模块4之间，使用第二螺栓组件第一墙体单体模块1与第三墙体单体模块3连接，使用第三螺栓组件第二墙体单体模块2与第四墙体单体模块4连接；
④将组装连接为一体的四块墙体单体模块竖立起来，即为分体组装式墙体。
若要解封联络巷，拆除密闭墙，具体操作如下：打开放气阀12，气囊式定位密封圈5套开始放气；气囊式定位密封圈5套四周外部脱离联络巷顶板及两帮，当放气完毕后，将密闭墙整体平放至地面上；先取下气囊式定位密封圈5套；再用扳手拧松螺栓组件的螺母，以此分离四个墙体单体模块。
本发明中的气囊式定位密封圈5的特点是内圈、外全都是矩形，与分体组装式墙体四周和联络巷横断面相适配，气囊式定位密封圈5宽度0.3m，这样可以增加气囊式定位密封圈5与联络巷内壁的接触面积，加强密封效果；气囊式定位密封圈5的厚度可灵活控制在0.3~0.5m之间，用来调节联络巷内壁间的压接强度。气囊式定位密封圈5上设置有充气口和放气口，充气接头9上安装有单向阀10，放气接头11上安装有压力表13和放气阀12。气囊式定位密封圈5也有不同类型，适用于不同厚度的密封墙。
本发明中的分体组装式墙体是由四个墙体单体模块通过螺栓组件紧固连接形成矩形结构。墙体单体模块是用钻尾螺丝将阻燃篷布7固定到轻钢框架6内侧，然后用密封胶枪将轻钢框架6内侧与阻燃篷布7连接处做密封处理，用阻燃篷布7做主要密闭体，阻燃篷布7在离开火源后自动熄灭，不会继续燃烧，可以有效地减少火灾的影响，并且采用了简单的物理连接方式，省时，省工，且成本低，安装简易。该分体组装式墙体采用简单的螺栓螺母紧固，特点是可以拆卸，拆卸以后体积小，方便携带，组装方便，大大缩短了对联络巷密闭工作的时间，从而在一定程度上提高了矿井的生产效率；墙体单体模块的尺寸还可以设计为1.2m*0.9m、1.6m*1.2m等不同尺寸，适用不同的联络巷。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。