一种沿空留巷用墙体结构的制作方法

1.本发明涉及煤矿技术领域，尤其涉及一种沿空留巷用墙体结构。


背景技术：

2.沿空留巷是一种无煤柱开采技术，是指在上区段工作面采过后，通过巷旁支护的形式，将原工作面机巷保留下来，供下区段工作面开采时作为回风巷使用，此时所保留的巷道一侧为采空区，另一侧为煤体。
3.目前常用混凝土墙进行沿空留巷，由于煤矿巷道作业空间狭窄，不便于运输，也不利于混凝土墙的快速成型，导致构筑速度慢，混凝土消耗量大，墙体施工速度与回采速度不匹配，并且单纯采用混凝土墙方式沿空留巷，支撑强度和密封效果不好，对于高瓦斯煤矿、易燃煤层等情况，若沿空留巷采空区无法有效密封，会带来很大的安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明提供一种沿空留巷用墙体结构，具有施工速度快、支撑强度高和采空区密闭效果好等特点。
5.本发明提供一种沿空留巷用墙体结构，包括：混凝土支柱，包括筒体，所述筒体由金属片弯卷形成，所述金属片的第一对接侧和第二对接侧可拆卸连接，所述混凝土支柱被配置为支撑煤矿巷道顶板；高水材料墙体，包括柔模袋和高水材料，所述柔模袋的内部设有至少一个所述混凝土支柱，且所述混凝土支柱沿所述高水材料墙体的高度方向布置，所述高水材料填充于所述柔模袋与所述混凝土支柱之间的腔体内以形成所述高水材料墙体。
6.根据本发明提供的一种沿空留巷用墙体结构，所述高水材料墙体上设有第一加固组件，所述第一加固组件包括第一对拉锚杆，多根所述第一对拉锚杆沿水平方向间隔布置且贯穿所述高水材料墙体，所述第一对拉锚杆的两端分别连接有钢护板，所述钢护板设置于所述高水材料墙体的表面。
7.根据本发明提供的一种沿空留巷用墙体结构，所述高水材料墙体上设有第二加固组件，所述第二加固组件位于所述第一加固组件的下方，包括第二对拉锚杆，多层所述第二对拉锚杆沿高度方向间隔布置且贯穿所述高水材料墙体，每层所述第二对拉锚杆包括沿水平方向间隔布置的多根，每层所述第二对拉锚杆的两端分别连接有钢筋梯梁，所述钢筋梯梁设置于所述高水材料墙体的表面。
8.根据本发明提供的一种沿空留巷用墙体结构，所述第一对接侧向内弯曲，构造出第一卡扣部，所述第二对接侧向外弯曲，构造出第二卡扣部，所述第二卡扣部与所述第一卡扣部相互钩扣连接。
9.根据本发明提供的一种沿空留巷用墙体结构，所述混凝土支柱和所述柔模袋分别设有注浆口。
10.根据本发明提供的一种沿空留巷用墙体结构，所述筒体内填充有钢筋骨架混凝土结构。
11.根据本发明提供的一种沿空留巷用墙体结构，所述混凝土支柱与所述高水材料墙体的高度相同，为2
‑
5m。
12.根据本发明提供的一种沿空留巷用墙体结构，所述混凝土支柱的直径小于等于所述高水材料墙体的宽度。
13.根据本发明提供的一种沿空留巷用墙体结构，所述混凝土支柱的直径为0.6
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1.5m。
14.根据本发明提供的一种沿空留巷用墙体结构，所述混凝土支柱包括多节沿高度方向布置的所述筒体，相邻两节所述筒体的连接处通过卡箍相连，所述卡箍的连接端设有紧固螺栓。
15.本发明提供的沿空留巷用墙体结构，通过金属片弯卷形成混凝土支柱的筒体并且可拆卸连接，运输方便，可以在井下矿道内现场作业，混凝土支柱为煤矿巷道顶板的主要支撑点；并且柔模袋和高水材料运输方便，可以直接在井下矿道作业形成高水材料墙体，高水材料墙体为煤矿巷道顶板的辅助支撑点，通过在高水材料墙体内设置混凝土支柱，采用高水材料墙体和混凝土支柱联合为一体结构形式，可以大大提高支撑强度，并且通过高水材料墙体可以有效密封采空区，防止漏风等情况。因此，本发明墙体结构具有施工速度快、支撑强度高和采空区密闭效果好等特点。
16.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明提供的沿空留巷用墙体结构的示意图；
19.图2是本发明提供的混凝土支柱的结构示意图；
20.图3是本发明提供的金属片弯卷筒体的连接示意图；
21.图4是图3的a处局部放大图；
22.图5是本发明提供的金属片紧密钩扣状态示意图；
23.图6是本发明提供的一墙一柱联合形式墙体结构示意图；
24.图7是本发明提供的一墙双柱联合形式墙体结构示意图；
25.图8是本发明提供的墙体结构沿空留巷示意图；
26.附图标记：
27.1：混凝土支柱；2：筒体；21：第一对接侧；22：第一卡扣部；
28.23：第二对接侧；24：第二卡扣部；3：高水材料墙体；41：第一对拉锚杆；42：钢护板；51：第二对拉锚杆；52：钢筋梯梁；
29.6：注浆口；7：卡箍；8：紧固螺栓；9：煤矿巷道；10：煤矿巷道顶板；11：采空区；12：煤体。
具体实施方式
30.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“高度方向”、“水平方向”、“内”、“外”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实施例和简化描述，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实施例的限制。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。
32.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
33.在本发明实施例中，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。
34.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述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实施例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。
35.下面结合图1
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图8描述本发明的沿空留巷用墙体结构。
36.根据本发明的实施例，如图1和图8所示，本发明提供的沿空留巷用墙体结构，主要包括：混凝土支柱1和高水材料墙体3。其中，内部的混凝土支柱1设置于高水材料墙体3的内部，混凝土支柱1起主要支撑煤矿巷道顶板10的作用；外部的高水材料墙体3为辅助支撑煤矿巷道顶板10的作用，更多的作用是密闭采空区11，防止漏风等情况。
37.如图2
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图5所示，混凝土支柱1包括筒体2，筒体2由金属片弯卷形成，金属片的第一对接侧21和第二对接侧23可拆卸连接。
38.高水材料墙体3包括柔模袋和高水材料，柔模袋的内部设有至少一个混凝土支柱1，且混凝土支柱1沿高水材料墙体3的高度方向布置，高水材料填充于柔模袋与混凝土支柱1之间的腔体内以形成高水材料墙体3。
39.本发明实施例通过金属片弯卷形成混凝土支柱1的筒体2并且可拆卸连接，运输方便，可以在井下矿道内现场作业，混凝土支柱1为煤矿巷道顶板10的主要支撑点；并且柔模
袋和高水材料运输方便，可以直接在井下矿道作业形成高水材料墙体3，高水材料墙体3为煤矿巷道顶板10的辅助支撑点，通过在高水材料墙体3内设置混凝土支柱1，采用混凝土支柱1和高水材料墙体3联合为一体结构形式，可以大大提高支撑强度，并且通过高水材料墙体3可以有效密封采空区11，防止漏风等情况。因此，本发明墙体结构具有施工速度快、支撑强度高和采空区密闭效果好等特点。
40.进一步的，如图1所示，高水材料墙体3上设有第一加固组件，第一加固组件主要包括多根第一对拉锚杆41和多块钢护板42，多根第一对拉锚杆41沿水平方向间隔布置且贯穿高水材料墙体3的前后两侧，第一对拉锚杆41的两端分别连接有钢护板42，钢护板42设置于高水材料墙体3的前后两侧表面上，本发明通过第一加固组件可以有效提高墙体结构强度，防止高水材料墙体3变形。
41.并且，高水材料墙体3上还设有第二加固组件，第二加固组件位于第一加固组件的下方，第二加固组件包括多层第二对拉锚杆51和多根钢筋梯梁52，多层第二对拉锚杆51沿高度方向间隔布置且贯穿高水材料墙体3的前后两侧，每层第二对拉锚杆51包括沿水平方向间隔布置的多根第二对拉锚杆51，并且每层第二对拉锚杆51的两端分别连接有钢筋梯梁52，钢筋梯梁52设置于高水材料墙体3的前后两侧表面上。可以理解的是，本发明每层多根第二对拉锚杆51的两端分别对应一组钢筋梯梁52，在节约材料成本的前提下可以进一步提高墙体结构强度，防止高水材料墙体3变形。
42.根据本发明的实施例，如图2所示，混凝土支柱1包括多节沿高度方向布置的筒体2，相邻两节筒体2的连接处通过卡箍7相连，卡箍7的连接端设有紧固螺栓8进行紧固。本发明通过将筒体2进行分节设计，便于运输至井下矿道内且每节筒体2可同步施工，再进行拼接，有利于提高施工的效率。
43.如图3
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图5所示，筒体2金属片的第一对接侧21向内弯曲，构造出第一卡扣部22，筒体2金属片的第二对接侧23向外弯曲，构造出第二卡扣部24，第二卡扣部24与第一卡扣部22相对设置且相互钩扣连接，实现可拆卸连接，便于运输，并且通过锤子等工具进行锤紧，使第一对接侧21和第二对接侧23紧密连接，此外，在连接处可以设置若干螺栓紧固，进一步提高连接可靠性。
44.本发明金属片的具体材质不受特别限制，例如可以为铁、钢和合金等。
45.本发明设置在高水材料墙体3内部的混凝土支柱1的数量不受限制，如图6所示，为一墙一柱联合形式墙体结构，如图7所示，为一墙双柱联合形式墙体结构，混凝土支柱1的数量可根据实际工况进行相应设置；并且混凝土支柱1和柔模袋分别设有注浆口6，浇筑时，将混凝土支柱1先放置在柔模袋内，通过混凝土支柱1上的注浆口6注入混凝土，再通过柔模袋上的注浆口6注入高水材料，形成高水材料墙体3，施工快速方便。
46.为了进一步提高施工的速度，柔模袋上的注浆口6设置有多个。
47.并且，筒体2内填充的混凝土设置钢筋骨架，根据煤矿巷道顶板10的支撑强度需求，可以相应调整钢筋骨架的设置密度。
48.此外，根据煤矿巷道顶板10的支撑强度需求，高水材料墙体3的强度可通过调节其水灰比进行调节，并且也可以通过调整水灰比以调节高水材料墙体3的密度，起到密闭采空区11的作用，调节的具体方式为本领域常规技术，此处不作详述。
49.在一些实施例中，混凝土支柱1与高水材料墙体3的高度相同，便于支撑煤矿巷道
顶板10，根据煤矿巷道9的高度，一般设为2
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5m，便于施工；并且，混凝土支柱1的直径小于等于高水材料墙体3的宽度，混凝土支柱1的直径一般设为0.6
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1.5m范围内，便于施工。
50.如图8所示，为本发明提供的墙体结构进行沿空留巷的示意图，多个墙体结构并列排布且支撑在煤矿巷道顶板10的下方，形成的煤矿巷道9一侧为采空区11，另一侧为煤体12。
51.综上所述，本发明沿空留巷用墙体结构，具有便于运输、施工速度快、支撑强度高和采空区密闭效果好等特点。
52.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。