矿井采空区封闭方法

技术领域

本发明涉及采矿技术领域，具体涉及一种矿井采空区封闭方法。

背景技术

矿井工作面回采结束后，为防止采空区自燃发火，需要快速与严密的封闭采空区，对与采空区连通的巷道进行封闭以便防灭火。相关技术中，矿井一般在封闭巷道内相距5m施工2道砖墙，在2道砖墙的空间内进行注浆充填或利用新型材料充填，使用砖墙固沙的方式施工难度大，且完成充填后，砖墙之间的充填沙难以充至顶板，使得充填沙体难以完全封闭巷道，存在安全隐患。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种矿井采空区封闭方法。

本发明实施例的矿井采空区封闭方法，包括以下步骤：

在与采空区相连的下巷道的顶壁面开设挑空槽；

在所述下巷道内邻近所述采空区的第一位置设置隔断所述下巷道的第一挡沙滤水架；

在所述下巷道内远离所述采空区的第二位置设置隔断所述下巷道的第二挡沙滤水架；

在所述下巷道内设置充填管，其中所述充填管的出口端穿过所述第二挡沙滤水架伸入所述挑空槽内；

利用所述充填管向所述挑空槽内充填砂浆以便滤水后的砂浆充填所述第二挡沙滤水架与所述第一挡沙滤水架之间的充填封闭空间和所述挑空槽的至少一部分。

因此，根据本发明实施例的矿井采空区封闭方法具有便于充填沙充至下巷道顶板以便充填沙体完全封闭下巷道的优点。

本发明实施例的矿井采空区封闭方法还包括在所述下巷道内设置排水管，其中所述排水管的进口端穿过所述第二挡沙滤水架伸入所述挑空槽以排出所述挑空槽内的充填砂浆内的水，所述排水管的进口端高于所述充填管的出口端。

本发明实施例的矿井采空区封闭方法还包括在利用所述充填管充填砂浆之前，在所述下巷道内设置第一观察检测管，其中所述第一观察检测管的内端依次穿过第二挡沙滤水架和所述第一挡沙滤水架以伸入由所述第一挡沙滤水架、所述采空区与所述下巷道的壁面限定出的第一观察检测空间内。

本发明实施例的矿井采空区封闭方法还包括在利用所述充填管充填砂浆之前，在所述下巷道内设置位于所述充填封闭空间外侧且邻近所述第二挡沙滤水架的第三挡沙滤水架，所述第三挡沙滤水架的高度低于所述第二挡沙滤水架以与所述下巷道的顶壁面相距预定距离。

本发明实施例的矿井采空区封闭方法还包括在利用所述充填管充填砂浆后，在所述下巷道内设置邻近所述第三挡沙滤水架、位于所述第三挡沙滤水架外侧且隔断所述下巷道的密闭墙。

本发明实施例的矿井采空区封闭方法还包括在所述下巷道内设置第二观察检测管，所述第二观察检测管的内端穿过所述密闭墙以伸入由所述密闭墙、所述第二挡沙滤水架、所述下巷道的顶壁面和所述密闭墙与所述第二挡沙滤水架之间的滤水后的砂浆限定出的第二观察检测空间内。

在一些实施例中，所述挑空槽在上下方向上的尺寸大于等于0.5米。

在一些实施例中，所述第一挡沙滤水架、所述第二挡沙滤水架和所述第三挡沙滤水架中的任一个包括框架和固定在所述框架上的滤水挡沙的草垫子，所述框架包括交叉设置的多个竖板条和多个横板条。

在一些实施例中，其中将所述排水管的内端固定在所述挑空槽内的上部，将所述充填管的内端固定在所述挑空槽内的下部。

在一些实施例中，所述第一挡沙滤水架与所述第二挡沙滤水架在所述下巷道的延伸方向上的距离大于等于10米且小于等于30米。

附图说明

图1是根据本发明实施例的在下巷道上开设挑空槽示意图。

图2是根据本发明实施例的将充填管伸入挑空槽的示意图。

图3是根据本发明实施例的设在挡沙滤水架的示意图。

图4是根据本发明实施例的充填砂浆的示意图。

图5是根据本发明实施例的设置密闭墙的示意图。

图6是根据本发明实施例的第二挡沙滤水架的正视图。

图7是根据本发明实施例的第二挡沙滤水架的后视图。

图8是根据本发明实施例的第二挡沙滤水架的侧视图。

附图标记：

采空区1，第一观察检测空间11，第二观察检测空间12；

下巷道2，挑空槽21；

第一挡沙滤水架31，第二挡沙滤水架32，第三挡沙滤水架33，草垫子34，竖板条35，横板条36，固定板37；

充填管4；

排水管5；

第一观察检测管6；

第二观察检测管7；

密闭墙8。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的矿井采空区封闭方法。如图1至图8所示，根据本发明实施例的矿井采空区封闭方法包括以下步骤：

在与采空区1相连的下巷道2的顶壁面开设挑空槽21。具体地，在下巷道2的顶壁面向上开设开口朝向下侧的挑空槽21，挑空槽21在上下方向上的尺寸大于等于0.5米。例如，挑空槽21在上下方向上的尺寸为1米。

在下巷道2内邻近采空区1的第一位置设置隔断下巷道2的第一挡沙滤水架31。具体地，第一位置为下巷道2邻近采空区1的位置。例如，第一位置与采空区1的距离小于等于2米。

在下巷道2内远离采空区1的第二位置设置隔断下巷道2的第二挡沙滤水架32。具体地，挑空槽21在下巷道2的延伸方向上位于第二挡沙滤水架32和第一挡沙滤水架31之间，以便挑空槽21与第二挡沙滤水架32与第一挡沙滤水架31之间的充填封闭空间连通。

下巷道2的延伸方向可以是前后方向，前后方向和上下方向如图中的箭头所示。例如，采空区1位于下巷道2的后侧，第一挡沙滤水架31位于第二挡沙滤水架32的后侧。

在下巷道2内设置充填管4，其中充填管4的出口端穿过第二挡沙滤水架32伸入挑空槽21内。

利用充填管4向挑空槽21内充填砂浆以便滤水后的砂浆充填第二挡沙滤水架32与第一挡沙滤水架31之间的充填封闭空间和挑空槽21的至少一部分。具体地，根据本发明实施例的矿井采空区封闭方法通过在下巷道2内设置可形成充填封闭空间的第二挡沙滤水架32与第一挡沙滤水架31，从而可使得砂浆充填该充填封闭空间后，第二挡沙滤水架32与第一挡沙滤水架31可便于对砂浆进行滤水，进而使得滤水后的砂浆可充填该充填封闭空间，从而封堵采空区1。且利用出口端位于挑空槽21内的充填管4对该充填封闭空间进行充填，可便于滤水后的砂浆可完成充填该充填封闭空间并充填挑空槽21的至少一部分，从而可防止滤水后的砂浆与该充填封闭空间存在间隙。即根据本发明实施例的矿井采空区封闭方法便于充填沙充至下巷道2顶板，使得充填沙体完全封闭下巷道2，壁面漏风以便提高安全性。

因此，根据本发明实施例的矿井采空区封闭方法具有便于充填沙充至下巷道2顶板以便充填沙体完全封闭下巷道2的优点。

如图2至图5所示，在一些实施例中，根据本发明实施例的矿井采空区封闭方法还包括在下巷道2内设置排水管5。其中，排水管5的进口端穿过第二挡沙滤水架32伸入挑空槽21以排出挑空槽21内的充填砂浆内的水，排水管5的进口端高于充填管4的出口端。由此，可便于挑空槽21内顶部的水从排水管5排出，尤其在最后充填下巷道2时，便于水从排水管5排出后使得充填砂浆进入挑空槽21，以便滤水后的砂浆便于充填第二挡沙滤水架32与第一挡沙滤水架31之间的充填封闭空间和挑空槽21的至少一部分。例如，充填管4的后端和排水管5的后端穿过第二挡沙滤水架32伸入挑空槽21内。

如图2和图3所示，在一些实施例中，将充填管4和排水管5伸入挑空槽21后，在下巷道2内依次设置第一挡沙滤水架31，第二挡沙滤水架32，第三挡沙滤水架33。

根据本发明实施例的矿井采空区封闭方法，其中，将排水管5的内端固定在挑空槽21内的上部，将充填管4的内端固定在挑空槽21内的下部。由此，可进一步便于将挑空槽21内的水排出，以便充填沙充填挑空槽21。

如图3至图5所示，在一些实施例中，根据本发明实施例的矿井采空区封闭方法还包括在利用充填管4充填砂浆之前，在下巷道2内设置第一观察检测管6。其中，第一观察检测管6的内端(进口)依次穿过第二挡沙滤水架32和第一挡沙滤水架31以伸入由第一挡沙滤水架31、采空区1与下巷道2的壁面限定出的第一观察检测空间11内。具体地，第一观察检测管6的外端(出口)上设有封堵件(螺栓)，第一观察检测管6与第一观察检测空间11连通，从而可通过第一观察检测管6监测第一观察检测空间11内是否有可燃气体。可定期打开第一观察检测管6的外端(出口)上的封堵件，监测从第一观察检测管6排出的气体成分以便判断第一观察检测空间11内是否有可燃气体。例如，第一观察检测管6的后端(进口)向后依次穿过第二挡沙滤水架32和第一挡沙滤水架31以伸入后侧的第一观察检测空间11内。

如图3所示，在一些实施例中，根据本发明实施例的矿井采空区封闭方法还包括在利用充填管4充填砂浆之前，在下巷道2内设置位于充填封闭空间外侧且邻近第二挡沙滤水架32的第三挡沙滤水架33，第三挡沙滤水架33的高度低于第二挡沙滤水架32以与下巷道2的顶壁面相距预定距离。具体地，第三挡沙滤水架33邻近第二挡沙滤水架32以便部分随着滤水流出第二挡沙滤水架32(充填封闭空间)的充填沙可被第三挡沙滤水架33阻挡，从而防止外流出的充填沙外溢。例如，第三挡沙滤水架33位于第二挡沙滤水架32的前侧，第三挡沙滤水架33的高度为第二挡沙滤水架32的高度的一半。

如图5所示，在一些实施例中，根据本发明实施例的矿井采空区封闭方法还包括在利用充填管4充填砂浆后，在下巷道2内设置邻近第三挡沙滤水架33、位于第三挡沙滤水架33外侧且隔断下巷道2的密闭墙8。由此，可利用密闭墙8封闭采空区1，充填沙和密闭墙8配合可更好地封闭采空区1，以便进一步提高安全性。例如，密闭墙8位于第三挡沙滤水架33的前侧且与第三挡沙滤水架33贴合，密闭墙的厚度大于等于0.5米。

如图5所示，在一些实施例中，根据本发明实施例的矿井采空区封闭方法还包括在下巷道2内设置第二观察检测管7，第二观察检测管7的内端穿过密闭墙8以伸入由密闭墙8、第二挡沙滤水架32、下巷道2的顶壁面和密闭墙8与第二挡沙滤水架32之间的滤水后的砂浆限定出的第二观察检测空间12内。具体地，第二观察检测管7的外端(出口)上设有封堵件(螺栓)，第二观察检测管7与第二观察检测空间12连通，从而可通过第二观察检测管7监测第二观察检测空间12内是否有可燃气体。可定期打开第二观察检测管7的外端(出口)上的封堵件，监测从第二观察检测管7排出的气体成分以便判断第二观察检测空间12内是否有可燃气体。第一观察检测管6和第二观察检测管7的出口均位于密闭墙8的远离第二挡沙滤水架32的一侧。例如，第二观察检测管7的后端(进口)向后穿过密闭墙8以伸入后侧的第二观察检测空间12内。第一观察检测管6和第二观察检测管7的出口均位于密闭墙8的前侧。

如图6至图8所示，在一些实施例中，第一挡沙滤水架31、第二挡沙滤水架32和第三挡沙滤水架33中的任一个包括框架和固定在框架上的滤水挡沙的草垫子34，框架包括交叉设置的多个竖板条35和多个横板条36。具体地，竖板条35沿上下方向延伸，多个竖板条35在水平方向上间隔设置，横板条36沿水平方向延伸，多个横板条36沿上下方向间隔设置。在下巷道2内设置0.5米深的柱窝以便竖板条35和横板条36固定在下巷道2内。草垫子34即为滤网，草垫子34设在框架上，以便框架对草垫子34进行支撑，砂浆中的水可通过草垫子34流出充填封闭空间，砂浆中的沙子可被草垫子34阻挡。例如，多个竖板条35在左右方向上间隔设置，横板条36沿左右方向延伸。左右方向如图中的箭头所示。

在一些实施例中，框架上设有多个间隔设置的固定板37，相邻两个固定板37之间的距离小于等于5cm，草垫子34设在固定板37上。例如，固定板37沿左右方向延伸，多个固定板37沿上下方向间隔设置，相邻两个固定板37之间的距离为3cm，固定板37上设有供充填管4和排水管5穿过的通孔。

在一些实施例中，第一挡沙滤水架31与第二挡沙滤水架32在下巷道2的延伸方向上的距离大于等于10米且小于等于30米。例如，第一挡沙滤水架31与第二挡沙滤水架32在下巷道2的延伸方向上的距离为20米。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。