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编辑：中冶有色技术网
来源：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司
权利要求
1.沿空留巷采空区挡矸封闭结构，其特征在于，包括由内向外紧密贴合连接的内层、支撑层和防护层；
其中，内层包括由第一网层和第二网层，第一网层和第二网层之间设有布层；支撑层包括若干支柱，支柱压实于第二网层上，支柱两端分别嵌入巷道顶板和巷道底板；布层、第二网层和支柱上均喷涂有防护层，防护层为无机密封材料。
2.根据权利要求1所述的沿空留巷采空区挡矸封闭结构，其特征在于，第一网层为φ6.5mm钢筋网，第二网层为10#镀锌铅丝网，布层为防漏风土工布，支柱为硅锰钢无缝钢管，无机密封材料为科塞敷无机柔性喷涂材料。
3.根据权利要求1所述的沿空留巷采空区挡矸封闭结构，其特征在于，支柱的排距为50cm～80cm。
4.根据权利要求1所述的沿空留巷采空区挡矸封闭结构，其特征在于，支柱上端设有支柱托盘，支柱下端设有支柱底座。
5.根据权利要求4所述的沿空留巷采空区挡矸封闭结构，其特征在于，支柱托盘和支柱底座上均设有防滑环。
6.权利要求1～5任意一项所述的沿空留巷采空区挡矸封闭结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据巷道断面尺寸，裁制若干与巷道断面高度匹配的片状的网片和布片；
2)将第一网片沿巷道走向挂设，第一网片与巷道顶板和巷道底板密实连接；将土工布挂设于第一网片上；将第二网片沿巷道走向挂设，并与土工布紧密贴合，第二网片与巷道顶板和巷道底板密实连接；
3)将若干支柱压实在第二网片上，支柱两端嵌入巷道顶板和巷道底板；
4)向表面涂覆无机密封材料，待无机密封材料风干后，对巷道上下肩角处和局部开裂处进行复喷。
7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，步骤1)中，裁制的布片高度大于预留巷道采空侧高度40～50cm。
8.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在滞后无煤柱沿空留巷工作面2～3m的位置，沿巷道走向挂设第一网片。
9.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，支柱的长度大于预留巷道采空侧高度40～50cm。
说明书
技术领域
本发明属于矿山安全技术领域，涉及沿空留巷采空区挡矸封闭结构及其制作方法。
背景技术
无煤柱沿空留巷巷道因其留巷工艺的特殊性，在留巷采空区侧需进行挡矸支护，目前使用的挡矸支护效果较差，造成采空区与所留巷道气体贯通，巷道内漏风、漏瓦斯现象，不利于井下防灭火工作开展及采空区瓦斯治理，需发明一种新的挡矸封闭结构，加强沿空留巷瓦斯治理和防灭火管理。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种沿空留巷采空区挡矸封闭结构及其制作方法。解决无煤柱沿空留巷采空区巷道内漏风、漏瓦斯等气体灾害问题，能有效提高无煤柱沿空留巷预留巷道采空区侧帮挡矸、堵漏风效果，有利于井下防灭火及瓦斯治理工作的开展。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明公开了一种沿空留巷采空区挡矸封闭结构，包括由内向外紧密贴合连接的内层、支撑层和防护层；
其中，内层包括由第一网层和第二网层，第一网层和第二网层之间设有布层；支撑层包括若干支柱，支柱压实于第二网层上，支柱两端分别嵌入巷道顶板和巷道底板；布层、第二网层和支柱上均喷涂有防护层，防护层为无机密封材料。
优选地，第一网层为φ6.5mm钢筋网，第二网层为10#镀锌铅丝网，布层为防漏风土工布，支柱为硅锰钢无缝钢管，无机密封材料为科塞敷无机柔性喷涂材料。
优选地，支柱的排距为50cm～80cm。
优选地，支柱上端设有支柱托盘，支柱下端设有支柱底座。
进一步优选地，支柱托盘和支柱底座上均设有防滑环。
本发明还公开了上述沿空留巷采空区挡矸封闭结构的制作方法，包括以下步骤：
1)根据巷道断面尺寸，裁制若干与巷道断面高度匹配的片状的网片和布片；
2)将第一网片沿巷道走向挂设，第一网片与巷道顶板和巷道底板密实连接；将土工布挂设于第一网片上；将第二网片沿巷道走向挂设，并与土工布紧密贴合，第二网片与巷道顶板和巷道底板密实连接；
3)将若干支柱压实在第二网片上，支柱两端嵌入巷道顶板和巷道底板；
4)向表面涂覆无机密封材料，待无机密封材料风干后，对巷道上下肩角处和局部开裂处进行复喷。
优选地，步骤1)中，裁制的布片高度大于预留巷道采空侧高度40～50cm。
优选地，在滞后无煤柱沿空留巷工作面2～3m的位置，沿巷道走向挂设第一网片。
优选地，支柱的长度大于预留巷道采空侧高度40～50cm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种沿空留巷采空区挡矸封闭结构，通过设置第一网层提供基础强度支持，阻挡滑落岩石等问题；通过第一网层和第二网层构成双层网，并在双网层之间夹设布层，增加强度效果和密封性；通过在第二网层表面继续紧密压实若干支柱，防止布层挂网脱落，增加强度和稳定性；通过设置表层的无机密封材料，并通过双网层之间的布层为无机密封材料提供了有效支撑，在增加整体结构的防风性和密闭性的同时，对结构本身起到保护作用，增加了所述沿空留巷采空区挡矸封闭结构的使用寿命。因此，本发明公开的沿空留巷采空区挡矸封闭结构，能够解决无煤柱沿空留巷巷道采空区侧漏风、漏瓦斯问题，与传统采空侧巷旁单层网挡矸结构相比，具有突出的封堵效果和密闭性。
进一步地，通过选择具体的材料，可以增强所述沿空留巷采空区挡矸封闭结构的挡矸和堵漏风。其中，双层网配合使用可以更好的固定土工布，第一层钢筋网强度较好，第二层铅丝网网孔较小配合土工布便于表明喷涂无机材料的粘结。
进一步地，排距选择50～80cm，可根据采空区侧垮落矸石情况和顶板压力大小适当进行调节，既增加了支护强度又节约了支护材料。
进一步地，通过在支柱托盘和支柱底座上设置防滑环，有利于增强整体结构的挡矸强度。
本发明还公开了上述沿空留巷采空区挡矸封闭结构的制作方法，经过所述制备方法形成了一套完整的无煤柱沿空巷道采空侧挡矸封闭体系，且制作方法便捷易行，简化了现有施工流程，提高了井下操作空间的安全性。
附图说明
图1为本发明的挡矸、封闭施工工艺流程图；
图2为本发明的沿空留巷采空区挡矸封闭结构中内层的局部放大图；
图3为本发明的硅锰钢无缝钢管与10#镀锌铅丝网片的分布结构示意图；
图4为本发明的支柱托盘示意图；
图5为本发明的支柱底座示意图。
其中：1-φ6.5mm钢筋网；2-防漏风土工布；3-10#镀锌铅丝网；4-硅锰钢无缝钢管；5-支柱托盘；6-支柱底座；7-防滑环。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明公开了一种无煤柱沿空留巷采空区挡矸封闭结构，包括由内向外紧密贴合连接的内层、支撑层和防护层，其中，内层包括第一网层和第二网层，第一网层和第二网层之间设有布层；支撑层包括若干支柱，支柱压实于第二网层上，支柱两端分别嵌入巷道顶板和巷道底板；布层、第二网层和支柱上均喷涂有防护层，防护层为无机密封材料。其中，支柱上端设有支柱托盘5，支柱下端设有支柱底座6，参见图4和图5可知，托盘和底座上均设有防滑环7。
具体地，在本实施例中，结合图2和图3可知，以φ6.5mm钢筋网1作为第一网层，以10#镀锌铅丝网3作为第二网层，以防漏风土工布2作为布层，以硅锰钢无缝钢管4作为支柱。因此，φ6.5mm钢筋网1和10#镀锌铅丝网3之间设有防漏风土工布2，若干硅锰钢无缝钢管4压实于10#镀锌铅丝网3的外表面，硅锰钢无缝钢管4两端分别嵌入巷道顶板和巷道底板。
具体地，在本实施例中，以科塞敷无机柔性喷涂材料作为无机密封材料。
基于上述沿空留巷采空区挡矸封闭结构，本发明还公开了其制作方法。首先，该结构通过在双层网(φ6.5mm钢筋网1+10#镀锌铅丝网3)夹防漏风土工布2挡矸的基础上，施工一排硅锰钢无缝钢管4，堵风、挡矸措施施工完毕后，最后在表面喷涂新型薄喷材料(科塞敷无机柔性喷涂材料)密闭。
其中，本发明所述无煤柱沿空留巷采空区挡矸封闭结构，针对无煤柱沿空留巷巷道采空区侧漏风、漏瓦斯问题，在传统采空侧巷旁单层网挡矸的基础上改良为“φ6.5mm钢筋网1+防漏风土工布2+10#镀锌铅丝网3”挡矸，10#镀锌铅丝网3外施工一排硅锰钢无缝钢管4，上下两端嵌入巷道顶底板，压实10#镀锌铅丝网3，防止挂网脱落。挡矸施工完毕后，在表面喷涂新型薄喷材料(科塞敷无机柔性喷涂材料)封堵、密闭。
其制作方法具体按照以下步骤进行施工：
一种无煤柱沿空留巷采空区挡矸封闭结构的制作方法，由挂网挡矸、密闭喷涂两部分制成。
①在滞后无煤柱沿空留巷工作面2～3m的位置，沿巷道走向挂设φ6.5mm钢筋网1并固定，再在φ6.5mm钢筋网1上挂设防漏风土工布2(防火)，在防漏风土工布外侧再施工一片10#镀锌铅丝网3，并与φ6.5mm钢筋网1、巷道顶底板固定。在固定好的10#镀锌铅丝网3外侧施工一排硅锰钢无缝钢管，硅锰钢无缝钢管两端嵌入巷道顶底板，与10#镀锌铅丝网3密实接触。②最后再喷上一层新型薄喷材料(科塞敷无机柔性喷涂材料)，待风干后针对锚杆(索)、接顶、接底及开裂处进行复喷。
在实际使用中，对于长距离的巷道长度，可以直接通过拼接实现本发明公开的沿空留巷采空区挡矸封闭结构的配合延伸使用。
结合图1可知，本发明公开的一种无煤柱沿空留巷采空区挡矸封闭结构的制作方法，包括以下步骤：
步骤一：根据巷道断面尺寸，裁制若干片状φ6.5mm钢筋网1、10#镀锌铅丝网3、防漏风土工布2；裁制好的防漏风土工布2高度大于预留巷道采空侧高度40cm；
步骤二：先将φ6.5mm钢筋网1沿巷道走向挂设，φ6.5mm钢筋网1两端与巷道顶底板密实连接；
步骤三：将防漏风土工布2裁片挂设于φ6.5mm钢筋网1上，上下各余20～25cm嵌入φ6.5mm钢筋网1内；(裁制时，使布片高度大于预留巷道采空侧高度40～50cm)
步骤四：将10#镀锌铅丝网3裁片紧密贴合防漏风土工布2沿巷道走向挂设，10#镀锌铅丝网3两端与巷道顶底板密实连接；
步骤五：待挂设完成后，将硅锰钢支柱裁制成长度大于预留巷道采空侧40～50cm的钢管制件，即硅锰钢无缝钢管4，并在硅锰钢无缝钢管4两端焊上支柱底座6和支柱托盘5；将预制好的硅锰钢无缝钢管4以排距50cm～80cm压实在外层10#镀锌铅丝网3上，两端嵌入巷道顶底板；
步骤六：上述步骤完成后，在最外侧10#镀锌铅丝网3喷涂一层新型薄喷材料(科塞敷无机柔性喷涂材料)，喷涂层风干后，再对锚杆、锚索、巷道上下肩角处、局部开裂处进行复喷；
以上所述过程中第一次喷涂和复喷所用喷涂材料为科塞敷无机柔性喷涂材料，无任何挥发性有害物质，拉伸强度高，变形大，粘结性强，硬化快，密封性优。
综上所述，本发明为无煤柱沿空留巷采空区巷道内漏风、漏瓦斯等气体灾害问题提出一种的采空区挡矸、封闭的结构和制作方法，据预留巷道断面尺寸，裁制若干片状φ6.5mm钢筋网1、10#镀锌铅丝网片3、防漏风土工布2，用“φ6.5mm钢筋网1+防漏风土工布2+10#镀锌铅丝网3+硅锰钢无缝钢管4+柔性喷涂密闭(科塞敷无机柔性喷涂材料)”的方法进行采空区巷旁挡矸、密闭，为无煤柱沿空留巷采空区巷道内漏风、漏瓦斯等气体贯通问题提出一种有效的施工方法，有利于解决漏风问题，防止瓦斯泄露等问题。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
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2024年08月07日 ~ 09日 
