全文摘要
本发明公开的一种矿用柔性自附壁密闭墙，涉及煤矿安全施工技术领域。所述密闭墙包括密闭墙主体，密闭墙主体四周设置有安置于巷道四周掏槽内的柔性自附壁复合模块。本发明公开的一种矿用柔性自附壁密闭墙，密闭墙主体四周设置有安置于巷道四周掏槽内的、由柔性阻燃复合材料预制而成的柔性自附壁复合模块，在煤矿井下强矿压作用条件下，柔性材料承压收缩，集聚弹性能量，使其与巷道四壁面贴合更加紧密，实现自附壁，可有效阻止密闭墙四周的漏风；与此同时，柔性自附壁承压收缩，形成缓冲作用，减少矿压直接作用于密闭墙主体上的能量，形成对密闭墙主体的保护。
主设计要求
1.一种矿用柔性自附壁密闭墙，包括密闭墙主体，其特征在于，所述密闭墙主体四周设置有安置于巷道四周掏槽内的柔性自附壁复合模块(6)；所述柔性自附壁复合模块(6)为由阻燃橡胶板(61)和轻质混凝土板(62)预制而成的自附壁复合模块(6)，所述自附壁复合模块(6)的阻燃橡胶面与煤壁贴附，轻质混凝土面做打毛处理，与形成密闭墙主体的混凝土粘接。
设计方案
1.一种矿用柔性自附壁密闭墙，包括密闭墙主体，其特征在于，所述密闭墙主体四周设置有安置于巷道四周掏槽内的柔性自附壁复合模块(6)；所述柔性自附壁复合模块(6)为由阻燃橡胶板(61)和轻质混凝土板(62)预制而成的自附壁复合模块(6)，所述自附壁复合模块(6)的阻燃橡胶面与煤壁贴附，轻质混凝土面做打毛处理，与形成密闭墙主体的混凝土粘接。
2.根据权利要求1所述的一种矿用柔性自附壁密闭墙，其特征在于，所述阻燃橡胶板(61)与轻质混凝土板(62)通过环氧树脂AB胶粘结成一体。
3.根据权利要求2所述的一种矿用柔性自附壁密闭墙，其特征在于，所述阻燃橡胶板(61)与轻质混凝土板(62)厚度均为10cm。
4.制造权利要求1所述的一种矿用柔性自附壁密闭墙的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：在施工巷道顶板、底板、两帮进行掏槽；
步骤二：在拟施工密闭位置的内侧设置浇筑密闭墙所需的内隔板(4)；
步骤三：在巷道四周的掏槽内安置预制的柔性自附壁复合模块(6)，所述柔性自附壁复合模块(6)阻燃橡胶面贴附煤壁，轻质混凝土面做打毛处理；
步骤四：在巷道掏槽内的顶板、底板和两帮巷道壁处各打四根锚杆(7)，锚杆(7)贯穿柔性自附壁复合模块(6)，将其固定在掏槽内的四周煤壁上；
步骤五：顶板和底板的锚杆(7)裸露出来的部分用与锚杆(7)直径相当的钢筋连接起来，接头处用钢丝(8)捆扎，两帮处做同样处理后，八根钢筋接触处用钢丝(8)捆扎牢固，形成一个笼状的浇筑骨架；
步骤六：在密闭墙体外侧设置外隔板(5)，内隔板(4)、外隔板(5)与巷道四周掏槽内固定的柔性自附壁复合模块(6)共同形成中部填充混凝土的承载空间；
步骤七：于外隔板(5)上预留连接混凝土输送泵的混凝土浇筑孔(51)；
步骤八：向外隔板(5)、内隔板(4)与柔性自附壁复合模块(6)围成的承载空间内填充混凝土，形成一个四周为柔性附壁材料、中部为混凝土、内隔板(4)与外隔板(5)之间间距为厚度的密闭墙；
步骤九：施工完成且混凝土凝固后，拆掉外隔板(5)。
5.根据权利要求4所述的一种矿用柔性自附壁密闭墙的施工方法，其特征在于，步骤一中巷道四周掏槽深度为50cm，掏槽宽度为50cm。
6.根据权利要求4所述的一种矿用柔性自附壁密闭墙的施工方法，其特征在于，步骤二和步骤六中内隔板(4)和外隔板(5)均由模块集成化的铝合金型材搭建。
7.根据权利要求4所述的一种矿用柔性自附壁密闭墙的施工方法，其特征在于，步骤五中锚杆(7)在柔性自附壁复合模块(6)外部裸露50-70cm。
8.根据权利要求4所述的一种矿用柔性自附壁密闭墙的施工方法，其特征在于，步骤八中所述的中部填充混凝土为由水泥、橡胶粉、纤维素、砂、石子和水制备而成改性混凝土，所述改性混凝土的制备参数为水泥：砂：石：水＝1：1.18：2.63：0.41，改性添加剂橡胶粉、纤维素添加比例分别为混凝土质量的3～5％和1～2％。
设计说明书
技术领域
本发明涉及煤矿安全施工技术领域，具体涉及一种矿用柔性自附壁密闭墙及其施工方法。
背景技术
为防止采空区有毒有害气体涌入采掘空间，常采用构筑密闭墙的方式将采空区与通风系统隔离。目前，密闭墙常规的施工方法是砖砌两薄墙，二者形成承载空间后再向中间浇筑混凝土或黄泥等填充物形成密闭墙。该方法不仅构筑周期长、技术施工方法复杂、耗费大量人力资源，而且形成的密闭墙缺乏韧性，在矿压作用下其自身，尤其是其周边与煤壁的交接处极易开裂，导致密闭漏风，引起瓦斯外泄或氧气侵入，极易引发爆炸或火灾等灾害事故。
因此，鉴于以上问题，有必要提出一种成本低、强度高、密实性好、具有吸能抗地压作用的新型矿用密闭墙，从而确保煤矿井下生产工作的安全进行。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种矿用柔性自附壁密闭墙，所述密闭墙在密闭墙主体四周设置有安置于巷道四周掏槽内的、由柔性阻燃复合材料预制而成的柔性自附壁复合模块，在煤矿井下强矿压作用条件下，柔性材料承压收缩，集聚弹性能量，使其与巷道四壁面贴合更加紧密，实现自附壁，可有效阻止密闭墙四周的漏风。与此同时，柔性自附壁承压收缩，形成缓冲作用，减少矿压直接作用于密闭墙主体上的能量，形成对密闭墙主体的保护。
根据本发明的目的提出的一种矿用柔性自附壁密闭墙，包括密闭墙主体，所述密闭墙主体四周设置有安置于巷道四周掏槽内的柔性自附壁复合模块。
优选的，所述柔性自附壁复合模块为由阻燃橡胶板和轻质混凝土板预制而成的自附壁复合模块，所述自附壁复合模块的阻燃橡胶面与煤壁贴附，轻质混凝土面做打毛处理，与形成密闭墙主体的混凝土粘接。
优选的，所述阻燃橡胶板与轻质混凝土板通过环氧树脂AB胶粘结成一体。
优选的，所述阻燃橡胶板与轻质混凝土板厚度均为10cm。
一种矿用柔性自附壁密闭墙的施工方法，包括以下步骤：
步骤一：在施工巷道顶板、底板、两帮进行掏槽；
步骤二：在拟施工密闭位置的内侧设置浇筑密闭墙所需的内隔板；
步骤三：在巷道四周的掏槽内安置预制的柔性自附壁复合模块，所述柔性自附壁复合模块阻燃橡胶面贴附煤壁，轻质混凝土面做打毛处理；
步骤四：在巷道掏槽内的顶板、底板和两帮巷道壁处各打四根锚杆，锚杆贯穿柔性自附壁复合模块，将其固定在掏槽内的四周煤壁上；
步骤五：顶板和底板的锚杆裸露出来的部分用与锚杆直径相当的钢筋连接起来，接头处用钢丝捆扎，两帮处做同样处理后，八根钢筋接触处用钢丝捆扎牢固，形成一个笼状的浇筑骨架；
步骤六：在密闭墙体外侧设置外隔板，内隔板、外隔板与巷道四周掏槽内固定的柔性自附壁复合模块共同形成中部填充混凝土的承载空间；
步骤七：于外隔板上预留连接混凝土输送泵的混凝土浇筑孔；
步骤八：向外隔板、内隔板与柔性自附壁复合模块围成的承载空间内填充混凝土，形成一个四周为柔性附壁材料、中部为混凝土、内隔板与外隔板之间间距为厚度的密闭墙；
步骤九：施工完成且混凝土凝固后，拆掉外隔板。
优选的，步骤一中巷道四周掏槽深度为50cm，掏槽宽度为50cm。
优选的，步骤二和步骤六中内隔板和外隔板均由模块集成化的铝合金型材搭建。
优选的，步骤五中锚杆在柔性自附壁复合模块外部裸露50-70cm。
优选的，步骤八中所述的中部填充混凝土为改性混凝土，所述改性混凝土由水泥、橡胶粉、纤维素、砂、石子和水制备而成，其中混凝土的制备参数为水泥：砂：石：水＝1：1.18：2.63：0.41，改性添加剂橡胶粉、纤维素添加比例分别为混凝土质量的3～5％和1～2％。
与现有技术相比，本发明公开的一种矿用柔性自附壁密闭墙的优点是：
所述矿用柔性自附壁密闭墙，密闭墙主体四周设置有安置于巷道四周掏槽内的、由柔性阻燃复合材料预制而成的柔性自附壁复合模块，在煤矿井下强矿压作用条件下，柔性材料承压收缩，集聚弹性能量，使其与巷道四壁面贴合更加紧密，实现自附壁，可有效阻止密闭墙四周的漏风。与此同时，柔性自附壁承压收缩，形成缓冲作用，减少矿压直接作用于密闭墙主体上的能量，形成对密闭墙主体的保护。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域中的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他附图。
图1为掏槽及隔板空间示意图。
图2为柔性自附壁模块示意图。
图3为本发明公开的一种矿用柔性自附壁密闭墙的透视图。
图中的数字或字母所代表的零部件名称为：
1-顶板掏槽；2-底板掏槽；3-两帮掏槽；4-内隔板；5-外隔板；51-浇筑孔；6-自附壁复合模块；61-阻燃橡胶板；62-轻质混凝土板；7-锚杆；8-钢丝。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做简要说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
图1-图3示出了本发明较佳的实施例，分别从不同的角度对其进行了详细的剖析。
如图1-3所示的一种矿用柔性自附壁密闭墙，包括密闭墙主体，密闭墙主体四周设置有安置于巷道四周掏槽内的柔性自附壁复合模块6。具体的，柔性自附壁复合模块6为由弹性、耐压的阻燃橡胶板61和轻质混凝土板62预制而成的自附壁复合模块6，其阻燃橡胶面与煤壁贴附，轻质混凝土面做打毛处理，与形成密闭墙主体的混凝土粘接。阻燃橡胶板61与轻质混凝土板62通过环氧树脂AB胶粘结成一体，阻燃橡胶板61与轻质混凝土板62厚度均为10cm。
制造如图1-3所示的一种矿用柔性自附壁密闭墙的具体施工方法，包括以下步骤：
步骤一：综合考虑封闭空间范围需求，选择矿压影响小、围岩稳定、巷道四周规整的位置作为密闭施工的地点，采用密闭掏槽机对巷道的顶板、底板以及两帮进行掏槽，掏槽深度为50cm，掏槽宽度为50cm，以便于密闭墙内嵌于槽内。
步骤二：在拟施工密闭位置的内侧设置浇筑密闭墙所需的内隔板4，内隔板4依靠设置在内隔板4里侧并承接巷道顶板和底板的四根方型型材制龙骨固定。
步骤三：在巷道四周的掏槽内安置预制的柔性自附壁复合模块6：巷道顶板掏槽1内安置的柔性自附壁复合模块6的长度为巷道宽度加上两倍掏槽深度，两帮掏槽3内安置的柔性自附壁复合模块6的长度为巷道高度加上一倍掏槽深度，巷道底板掏槽2内安置的柔性自附壁复合模块6的长度为巷道宽度。柔性自附壁复合模块6宽度与掏槽宽度相同，厚度为20cm。具体的，该柔性自附壁复合模块6由弹性、耐压的阻燃橡胶板61和轻质混凝土板62预制而成，阻燃橡胶板61与轻质混凝土板62通过环氧树脂AB胶粘结成一体，其阻燃橡胶面与煤壁贴附，轻质混凝土面预先采用风镐做打毛处理，以便和形成密闭墙主体的浇筑混凝土胶结成一体。阻燃橡胶板61与轻质混凝土板62厚度均为10cm。
步骤四：在巷道掏槽内的顶板、底板和两帮巷道壁处各打四根锚杆7，锚杆7贯穿柔性自附壁复合模块6后深入煤壁深部，拧上锚托使其紧密贴合柔性自附壁复合模块6，将柔性自附壁复合模块6固定在掏槽内的四周煤壁上。
步骤五：顶板和底板的锚杆7裸露出来的部分用与锚杆7直径相当的钢筋连接起来，接头处用钢丝8捆扎，两帮处做同样处理后，八根钢筋接触处用钢丝8捆扎牢固，形成一个笼状的浇筑骨架，以增加密闭墙主体强度。具体的，锚杆7在柔性自附壁复合模块6外部裸露50-70cm。
步骤六：在密闭墙体外侧设置外隔板5，外隔板5由设置在外隔板5内侧并承接巷道顶板和底板的四根方型型材制龙骨固定，内隔板4、外隔板5与巷道四周掏槽内固定的柔性自附壁复合模块6共同形成中部填充混凝土的承载空间。
步骤七：于外隔板5上预留连接混凝土输送泵的混凝土浇筑孔51。
步骤八：向外隔板5、内隔板4与柔性自附壁复合模块6围成的承载空间内填充混凝土，形成一个四周为柔性附壁材料、中部为混凝土、内隔板4与外隔板5之间间距为厚度的密闭墙。具体的，该承载空间内填充混凝土为由水泥、橡胶粉、纤维素、砂、石子和水制备而成的改性混凝土，该改性混凝土的制备参数为水泥：砂：石：水＝1：1.18：2.63：0.41，改性添加剂橡胶粉、纤维素添加比例分别为混凝土质量的3～5％和1～2％，显著提升密闭墙韧性、抗冲击、抗疲劳性能，使得密闭墙抗压性能更好，不易开裂。
步骤九：施工完成且混凝土凝固后，拆掉外隔板5。
综上所述，本发明公开的一种矿用柔性自附壁密闭墙，密闭墙主体四周设置有安置于巷道四周掏槽内的、由柔性阻燃复合材料预制而成的柔性自附壁复合模块，在煤矿井下强矿压作用条件下，柔性材料承压收缩，集聚弹性能量，使其与巷道四壁面贴合更加紧密，实现自附壁，可有效阻止密闭墙四周的漏风。与此同时，柔性自附壁承压收缩，形成缓冲作用，减少矿压直接作用于密闭墙主体上的能量，形成对密闭墙主体的保护。另外，密闭墙主体由改性混凝土填充而成，显著提升密闭墙韧性、抗冲击、抗疲劳性能，使得密闭墙抗压性能更好，不易开裂。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现和使用本发明。对这些实施例的多种修改方式对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201910022507.X
申请日:2019-01-10
公开号:CN109653797A
公开日:2019-04-19
国家:CN
国家/省市:32(江苏)
授权编号:CN109653797B
授权时间:20191220
主分类号:E21F17/107
专利分类号:E21F17/107;E21F17/00
范畴分类:申请人:中国矿业大学
第一申请人:中国矿业大学
申请人地址:221116 江苏省徐州市铜山区大学路1号
发明人:时国庆;韩聪;辛海会;王雁鸣
第一发明人:时国庆
当前权利人:中国矿业大学
代理人:周敏
代理机构:32200
代理机构编号:南京经纬专利商标代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计