[發明專利]一種突水應急堵水墻裝置及其應用方法

有效

• 申請號: 201711245537.4
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108005719B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 曹建濤;來興平;崔峰;單鵬飛;許慧聰
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: E21F17/107
• 分類號: E21F17/107;E21F17/18
• 代理公司: 11640 北京中索知識產權代理有限公司
• 代理人: 宋濤

本發明公開了一種突水應急堵水墻裝置及其應用方法，包括突水應急堵水墻裝置和應用方法，在突水瞬間會立即做出反應，充氣墻內的氣體發生器先急速發生反應，所產生的大量氣體迅速撐開充氣墻，隨即高壓注水泵快速向充水墻注水，且突水墻工作面側的突水單向閥使突出的涌水也注入充水墻，使其極速膨脹。當充水墻橫向與巷道貼合后繼續注水，則其內的高強度纖維絲完全拉伸從而產生一個強大的約束力，使充水墻接下來只能沿巷道截面膨脹，繼續注水，堵水墻不斷與巷道相互擠壓而產生極大地摩擦力，從而達到應急堵水墻的效果，啟封工作面時通過控制閥門可按排水能力排出工作面所封堵的積水，本發明應急堵水效果好，工藝簡單，效率高。

技術領域

本發明涉及煤礦安全技術領域，具體領域為一種突水應急堵水墻裝置及其應用方法。

背景技術

在煤礦生產過程中，經常見礦井水流入或涌入巷道或工作面，這就是礦井水，礦井水的來源有地表水、含水層水、老窯水和斷層水。礦井突水是指含水層中的水突然非正常地涌入采掘工作面，使礦井涌水量增加，造成局部礦井或整個礦井發生淹井的現象。礦井突水的發生受地質、水文地質、開采條件等各種因素的影響，是多因素綜合作用的結果。防止淹井是富水礦區生產所面臨的最關鍵、最迫切的問題。目前的處理方法有5種，分別是①留設防水煤(巖)柱；②采用疏水降壓工程；③含水層改造與隔水層加固；④構筑防水閘門和水閘墻；⑤注漿堵水。但這些方法都注重突水預防，而目前對于突水瞬間的應急處理還沒有很好的方法。由于國內礦區水文地質條件的繁復多變,煤層回采作業時常受到多種水體威脅,對井工開采的安全造成了嚴重威脅。其中煤層突水對礦井生產的安全威脅格外突出,所以探索積極有效的水害應急處理手段以實現煤礦安全開采有著重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種突水應急堵水墻裝置及其應用方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種突水應急堵水墻裝置及其應用方法，包括突水應急堵水墻裝置和應用方法，所述突水應急堵水墻裝置包括充氣墻和充水墻，所述充氣墻的工作面一側設有充水墻，所述充氣墻的內部設有氣體發生裝置，所述充氣墻遠離充水墻的外側壁上設有微處理器，所述氣體發生裝置的與充氣墻連通，所述充氣墻的上部水平貫穿設有注水管，所述注水管的一端延伸至充水墻，所述注水管的另一端伸出充氣墻的外部并連接有高壓水泵，所述充氣墻的下部水平貫穿設有排水管，所述排水管的一端延伸至充水墻，所述排水管另一端伸出充氣墻的外部并設有開閉閥，所述充氣墻與充水墻的內部水平均勻設有高強度纖維絲，所述充水墻遠離充氣墻的區域為工作面掘進區，所述工作面掘進區內設有突水傳感器，所述充水墻遠離充氣墻的外側壁均勻設有突水注水孔，所述突水注水孔的內部設有單向閥；

所述應用方法包括以下具體步驟：

1)在頂板區域或錨桿、錨索上懸掛該裝置；

2)突水瞬間傳感器立即做出反應，氣體發生器先急速發生反應，所產生的大量氣體將注入裝置將充氣“墻”迅速撐開，當充氣“墻”橫向與巷道貼合并沿巷道截面方向延伸后繼續加氣，則其內的高強度纖維絲完全拉伸從而產生一個強大的約束力，使充氣“墻”接下來只能沿巷道截面膨脹，繼續加氣，則充氣“墻”不斷與巷道相互擠壓而產生極大地摩擦力，從而達到第一步應急堵水的效果；

3)高壓注水泵快速注水使充水“墻”極速膨脹；

4)當充水“墻”橫向與巷道貼合后繼續注水，同時打開突水注水孔(單向)使突涌水也注入充水“墻”，使其極速膨脹。不斷注水使充水“墻”內的高強度纖維絲完全拉伸從而產生一個強大的約束力，則使充水“墻”接下來只能沿巷道截面方向膨脹；

5)繼續注水，充水“墻”不斷與巷道相互擠壓而產生極大地摩擦力，從而達到應急堵水墻的效果。

優選的，所述注水管的端部延伸至充水墻頂部，所述排水管延伸至充水墻的底部。