本发明涉及煤矿烧变岩分布区辅助防水结构，属于烧变岩煤矿开采。
背景技术：
1、煤矿烧变岩是煤层自燃过程中产生的一种特殊岩石，其形成与煤层自燃时的高温烘烤作用密切相关，煤矿烧变岩又称火烧岩，是煤层自燃过程中，其上覆岩层受到高温烘烤或烧熔作用而变质形成的岩石，煤层自燃时，产生的高温热量向上传递，对上覆岩层进行烘烤，随着烘烤程度的加深，岩层中的矿物成分、结构和外观特征均会发生显著变化，从而形成烧变岩，烧变岩的颜色一般为黄、橙黄、红及紫黑色等，颜色随烘烤的轻重程度而异。其常见的构造特征包括气孔状构造、角砾状构造等，经受烘烤程度大者可见炉渣状构造，孔洞较发育，气孔一般为圆形或椭圆形。此外，烧变岩还具有略带光泽的烧蚀流面，局部显示微弱的皱纹，根据烧变程度及烧变岩层位置的不同，烧变岩可以分为不同的类型，例如，靠近燃烧煤层的烧变岩可能遭受最严重的烘烤，形成熔融状、炉渣状或蜂窝状的岩石；而远离燃烧煤层的岩层则可能仅受到轻微烘烤，原岩结构基本未遭到破坏，煤矿烧变岩的形成是煤层自燃的直接后果之一，它不仅改变了岩石的物理化学性质，还可能对地下水系统、土壤质量以及生态环境造成一定影响，因此，在煤炭开采和利用过程中，应加强对煤层自燃的监测和防控，以减少烧变岩的产生和其对环境的影响。
2、煤矿烧变岩是煤层自燃过程中的一种产物，其形成与煤层自燃时的高温烘烤作用密切相关，煤矿烧变岩经形成后特性主要为硬度大但易破碎，破碎后其间隙较大，形成的烧变岩缝隙中积水较多会影响较大含水层，当煤矿开采时开采工作面顶部容易出现漏水问题，尤其是烧变岩裂缝与含水层连通，可能导致开采工作面出现严重安全隐患，而现有常在开采工作面设置防水层，但难以起到烧变岩内层防水层的有效防水作用，增加煤矿烧变岩地区的开采难度。
技术实现思路
1、本发明为了解决在烧变岩分布区进行煤矿开采时容易因裂缝而导致开采面出现漏水的技术问题，而提供煤矿烧变岩分布区辅助防水结构。
2、本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：
3、本发明提供了煤矿烧变岩分布区辅助防水结构，所述煤矿烧变岩分布区辅助防水结构包括：
4、位于烧变岩煤矿区的开采巷道面，所述烧变岩煤矿区由待开采煤层区、下层烧变岩区和上层烧变岩区组成，所述上层烧变岩区包括表层烧变岩区、上注浆层、烧变岩防渗层和下注浆层，所述上层烧变岩区内部通过注浆分别形成有上注浆层和下注浆层，且位于上注浆层和下注浆层之间形成有烧变岩防渗层；
5、锚索机构，所述锚索机构从开采巷道面内延伸至下层烧变岩区和上层烧变岩区内部，所述锚索机构通过与开采巷道面内部的支护机构连接，且所述支护机构与开采巷道面的顶面贴合连接，利用锚索机构进行烧变岩煤矿区和支护机构之间的连接，通过支护机构对开采巷道面进行支撑，利用注浆孔进行导水管和锚杆的安装，实现烧变岩防渗层的导水以及支护机构的稳定安装。
6、在本技术方案中，所述开采巷道面底部设有底层区，所述开采巷道面对应设置在待开采煤层区一侧，所述待开采煤层区上方形成有致密的烧变岩底部岩层，所述烧变岩底部岩层上方设有下层烧变岩区，所述下层烧变岩区内部形成有烧变岩基层。
7、在本技术方案中，所述下层烧变岩区和上层烧变岩区内部均开设有若干个均匀分布的注浆孔，位于下层烧变岩区和上层烧变岩区的若干所述注浆孔均交错分布，所述上层烧变岩区上方设有表层烧变岩区，且若干个所述注浆孔分别与烧变岩底部岩层以及变成烧变岩区内部连通。
8、在本技术方案中，所述上注浆层和下注浆层平行分布，烧变岩分布区的含水层位于所述上注浆层和下注浆层之间的烧变岩防渗层内部，位于下注浆层内部的注浆孔延伸至烧变岩防渗层底部，且位于下注浆层内部若干注浆孔内交错设置导水管和锚索机构，位于上注浆层内部的每个注浆孔在注浆后灌注封堵剂。
9、在本技术方案中，所述导水管均匀分布至下层烧变岩区的注浆孔内部，所述导水管顶部固定连接有过滤网，位于过滤网上方的导水管直径大于其下方的直径，所述导水管延伸至烧变岩防渗层下方，所述导水管底部固定连接有环形管，所述环形管位于开采巷道面内壁开设的凹槽内部，位于开采巷道面下方的烧变岩煤矿区内部形成有底层区，所述底层区内部开挖有排水沟，将排水沟设置在开采巷道面的两侧，经导水管引流的水源通过环形管排至排水沟内，用于减少烧变岩防渗层的含水量，可减轻下注浆层的防水压力，进一步提高防水功能，且所述环形管与排水沟连通，注浆孔与下注浆层连接处的所述下层烧变岩区顶部设有封堵层，所述封堵层对应设置在注浆孔上方，且导水管与封堵层贯穿插接。
10、在本技术方案中，所述锚索机构包括锚杆，所述锚杆与导水管交错分布至注浆孔内部，所述锚杆顶部固定连接有端头，所述端头直径大于锚杆直径，位于端头下方的所述锚杆与撑杆转动连接，所述撑杆端部设有弯折结构的翘边，所述撑杆中部与连杆一端转动连接，所述锚杆表面开设有用于滑块移动的滑槽，且滑块与连杆另一端转动连接。
11、在本技术方案中，所述锚杆底部分别固定连接有第一固定轴和导杆，所述导杆表面与套管活动套接，所述套管端部与第二固定轴固定连接，所述第二固定轴顶部固定安装有压力传感器，所述压力传感器通过弹簧与第一固定轴连接，且弹簧分别与锚杆以及套管表面套接。
12、在本技术方案中，所述支护机构包括防水墙，所述防水墙与开采巷道面内壁贴合连接，所述防水墙顶部为环形结构，所述防水墙外壁与环形管借出去，位于防水墙外壁的所述烧变岩底部岩层内部开设有腔体，所述腔体与注浆孔连通，且所述腔体内部设有套管和套管，所述套管与防水墙内部贯穿插接。
13、在本技术方案中，所述支护机构还包括支护板，所述支护板与防水墙内壁贴合连接，所述支护板顶部与套管贯穿贯穿插接，所述套管底部螺纹连接有螺母，且螺母与支护板内壁贴合连接，所述支护板外壁固定连接有堵块，所述堵块内部活动套接有套管，且所述堵块与防水墙内部嵌合连接，所述支护板和防水墙都与若干个均匀分布的长螺杆贯穿插接，每个所述长螺杆都延伸至墙体内部。
14、在本技术方案中，所述防水墙的数量为若干个并相互拼接，且防水墙拼接处设有缺口，所述防水墙由两个竖直部和环形部组成，竖直部和环形部连接处外侧形成有拼接缝，所述防水墙的拼接处嵌合连接有密封层，所述密封层分别与密封条两端固定连接，且密封条与拼接缝内部嵌合连接。
15、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
16、本发明的积极进步效果在于：
17、上述提出的煤矿烧变岩分布区辅助防水结构，其在烧变岩分布地区进行煤矿开采时，通过在烧变岩区钻孔注浆，利用高压浆液挤压烧变岩层，使烧变岩充缝隙起到防水作用，并在上层烧变岩区设置上注浆层，能够起到防水作用，解决因烧变岩间隙过大而导致渗水过多问题，并在开采巷道面进行注浆，起到烧变岩地区含水层处的防水处理，并利用注浆孔实现含水层处的排水，解决烧变岩分布区含水过高而导致漏水问题，并利用锚索机构实现开采巷道面处支护的稳定性，并通过对支护板进行压紧确保开采面处的防水性能，并确保巷道支护性能，能够确保煤矿开采安全性，在实现煤矿烧变岩分布区辅助防水的同时，确保巷道支护以及防渗功能，且实现含水层导水处理，确保后续开采安全性。
1.煤矿烧变岩分布区辅助防水结构，其特征在于，所述煤矿烧变岩分布区辅助防水结构包括：
2.如权利要求1所述的煤矿烧变岩分布区辅助防水结构，其特征在于：所述开采巷道面(101)底部设有底层区(103)，所述开采巷道面(101)对应设置在待开采煤层区(102)一侧，所述待开采煤层区(102)上方形成有致密的烧变岩底部岩层(104)，所述烧变岩底部岩层(104)上方设有下层烧变岩区(105)，所述下层烧变岩区(105)内部形成有烧变岩基层(106)。
3.如权利要求1所述的煤矿烧变岩分布区辅助防水结构，其特征在于：所述下层烧变岩区(105)和上层烧变岩区(107)内部均开设有若干个均匀分布的注浆孔(200)，位于下层烧变岩区(105)和上层烧变岩区(107)的若干所述注浆孔(200)均交错分布，所述上层烧变岩区(107)上方设有表层烧变岩区(110)，且若干个所述注浆孔(200)分别与烧变岩底部岩层(104)以及变成烧变岩区内部连通。
4.如权利要求1所述的煤矿烧变岩分布区辅助防水结构，其特征在于：所述上注浆层(108)和下注浆层(109)平行分布，烧变岩分布区的含水层位于所述上注浆层(108)和下注浆层(109)之间的烧变岩防渗层(111)内部，位于下注浆层(109)内部的注浆孔(200)延伸至烧变岩防渗层(111)底部，且位于下注浆层(109)内部若干注浆孔(200)内交错设置导水管(201)和锚索机构(300)，位于上注浆层(108)内部的每个注浆孔(200)在注浆后灌注封堵剂。
5.如权利要求1所述的煤矿烧变岩分布区辅助防水结构，其特征在于：所述导水管(201)均匀分布至下层烧变岩区(105)的注浆孔(200)内部，所述导水管(201)顶部固定连接有过滤网(202)，位于过滤网(202)上方的导水管(201)直径大于其下方的直径，所述导水管(201)延伸至烧变岩防渗层(111)下方，所述导水管(201)底部固定连接有环形管(203)，所述环形管(203)位于开采巷道面(101)内壁开设的凹槽内部，位于开采巷道面(101)下方的烧变岩煤矿区(100)内部形成有底层区(103)，所述底层区(103)内部开挖有排水沟(204)，且所述环形管(203)与排水沟(204)连通，注浆孔(200)与下注浆层(109)连接处的所述下层烧变岩区(105)顶部设有封堵层(205)，所述封堵层(205)对应设置在注浆孔(200)上方，且导水管(201)与封堵层(205)贯穿插接。
6.如权利要求1所述的煤矿烧变岩分布区辅助防水结构，其特征在于：所述锚索机构(300)包括锚杆(301)，所述锚杆(301)与导水管(201)交错分布至注浆孔(200)内部，所述锚杆(301)顶部固定连接有端头(302)，所述端头(302)直径大于锚杆(301)直径，位于端头(302)下方的所述锚杆(301)与撑杆(303)转动连接，所述撑杆(303)端部设有弯折结构的翘边(304)，所述撑杆(303)中部与连杆(305)一端转动连接，所述锚杆(301)表面开设有用于滑块移动的滑槽(306)，且滑块与连杆(305)另一端转动连接。
7.如权利要求6所述的煤矿烧变岩分布区辅助防水结构，其特征在于：所述锚杆(301)底部分别固定连接有第一固定轴(307)和导杆(308)，所述导杆(308)表面与套管(309)活动套接，所述套管(309)端部与第二固定轴(310)固定连接，所述第二固定轴(310)顶部固定安装有压力传感器(311)，所述压力传感器(311)通过弹簧(312)与第一固定轴(307)连接，且弹簧(312)分别与锚杆(301)以及套管(309)表面套接。
8.如权利要求1所述的煤矿烧变岩分布区辅助防水结构，其特征在于：所述支护机构(400)包括防水墙(401)，所述防水墙(401)与开采巷道面(101)内壁贴合连接，所述防水墙(401)顶部为环形结构，所述防水墙(401)外壁与环形管(203)借出去，位于防水墙(401)外壁的所述烧变岩底部岩层(104)内部开设有腔体(402)，所述腔体(402)与注浆孔(200)连通，且所述腔体(402)内部设有套管(309)和套管(309)，所述套管(309)与防水墙(401)内部贯穿插接。
9.如权利要求8所述的煤矿烧变岩分布区辅助防水结构，其特征在于：所述支护机构(400)还包括支护板(404)，所述支护板(404)与防水墙(401)内壁贴合连接，所述支护板(404)顶部与套管(309)贯穿贯穿插接，所述套管(309)底部螺纹连接有螺母(313)，且螺母(313)与支护板(404)内壁贴合连接，所述支护板(404)外壁固定连接有堵块(403)，所述堵块(403)内部活动套接有套管(309)，且所述堵块(403)与防水墙(401)内部嵌合连接，所述支护板(404)和防水墙(401)都与若干个均匀分布的长螺杆(405)贯穿插接，每个所述长螺杆(405)都延伸至墙体内部。
10.如权利要求8所述的煤矿烧变岩分布区辅助防水结构，其特征在于：所述防水墙(401)的数量为若干个并相互拼接，且防水墙(401)拼接处设有缺口(406)，所述防水墙(401)由两个竖直部和环形部组成，竖直部和环形部连接处外侧形成有拼接缝(407)，所述防水墙(401)的拼接处嵌合连接有密封层(408)，所述密封层(408)分别与密封条(409)两端固定连接，且密封条(409)与拼接缝(407)内部嵌合连接。
