用于治理停工时煤矿风险的封闭结构及其治理平台的制作方法

专利2025-05-29  6


本发明涉及煤矿风险检测治理领域,具体为用于治理停工时煤矿风险的封闭结构及其治理平台。


背景技术:

1、矿井在开采过程中经常会遇到常规及突发临时停工情况,对于开采浅部资源的矿井来说风险性小,常规管控措施能够保证矿井的安全生产。但随着浅部资源的减少,深部资源的开采成为必然,煤矿进入深部开采以后,随着地质环境恶化,以及煤岩体力学响应的非线性化,突发性重大灾害显著上升,其中以冲击地压为代表的煤岩动力灾害机理最复杂、防治难度最大,其次为矿井内因自然发火事故。

2、自然发火事故的主要成因在于煤体的氧化产生的气体以及氧化温度的升高,从而发生自燃,具有很大的危险性,现有的治理方法时在采空区埋设束管,利于束管孔洞连通煤矿采空区和外部,在使用时通过使用束管夹防止向采空区漏风,每周不少于6次对埋设束管地点采样分析,气体异常时每天采样分析,束管抽不动或损坏时及时补点确保抽样数据的准确性,还需要送地面气体化验室分析1次,并建立监测分析档案,因此在这个过程中,检测出的信息具有迟滞性,影响煤矿及时的安全治理的效果,而且采样分分析的过程比较麻烦,还容易迟检漏检,造成煤矿安全隐患大,鉴于以上问题,特提出一种用于治理停工时煤矿风险的封闭结构及其治理平台。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供用于治理停工时煤矿风险的封闭结构及其治理平台,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:用于治理停工时煤矿风险的封闭结构,包括用于煤矿采空区煤矿封堵的封堵面,所述封堵面的中部预留安装有预留口,所述封堵面的内侧接缝位置设置有侧封堵架,所述封堵面的内部四角处插接设置有内撑杆;

3、所设置的封堵面包括煤矿采空后的底工作面和板材构成的顶浇筑面,所述内撑杆设置在顶浇筑面和底工作面之间,所述内撑杆的外部缠绕有柔性布袋;

4、所述柔性布袋的顶部和中部预留有浇筑口一和对接口,预留口装配在对接口的内部,所述预留口的中部呈筒状,且筒壁内部开设有空腔,在空腔的外部均匀开设有外流孔;

5、所述内撑杆包括外锚杆,所述外锚杆的内侧装配有套件,所述套件的内侧装配有套杆,在外锚杆和套杆的外部焊接有挂钩;

6、所述相邻两个单元的封堵面之间贴合设置有侧封堵架,所述侧封堵架的顶部开设有浇筑口二;

7、所述顶浇筑面的顶部与工作面的顶部墙壁之间布设填充有填充袋;

8、通过浇筑口一、外流孔和浇筑口二向柔性布袋和侧封堵架的内部灌入浆料,最后根据采空区顶部与顶浇筑面之间的空隙形状,布设填充袋填充后,在填充袋的缝隙处灌入浆料最终形成采空区封堵用的封堵结构。

9、优选的,所述预留口包括外套管和内套管,所述外套管与内套管之间分别在内壁和外壁之间设置有螺纹,外套管和内套管通过螺接固定于对接口的内部。

10、优选的,所述外套管和内套管的筒壁的内部开设有浇筑腔,所述外套管和内套管位于最外侧位置开设有圆孔,所述外流孔和圆孔于浇筑腔连通。

11、优选的,所述外套管和内套管位于最外侧位置外部均匀焊接有转动杆。

12、优选的,套件包括腰型孔形状的套壳,所述套壳的外壁螺焊接有螺管,所述螺管的顶端螺接有螺栓二,在螺栓二的底端套接有顶片,所述顶片的内侧紧密贴合在套杆的最外侧,且套杆套接在外锚杆和套杆的外壁,所述套壳的内侧端焊接有固定堵头,所述固定堵头于外锚杆的内侧紧密贴合。

13、优选的,所述套壳的外壁螺接有螺栓一,所述螺栓一贯穿套壳紧密贴合在外锚杆或套杆的外表面。

14、优选的,所述外套管和内套管的最外端内壁焊接有均匀分布的带有尖锐端部的l形状挂钩。

15、优选的,所述外套管和内套管的最外端的圆形外壁中心处开设有带有螺纹的圆孔。

16、优选的,所述螺纹圆孔的内部螺接有co传感器、微震传感器、风速传感器、温度传感器、可燃气体传感器。

17、以用于治理停工时煤矿风险的封闭结构为基础的治理平台,其特征在于:

18、该平台包括后台计算机系统以及于计算机系统电连接的co传感器、微震传感器、风速传感器、温度传感器、可燃气体传感器;

19、平台系统通过传感器对采空区内部气体进行监控,其监控指标包括:co、c2h4、c2h6/c2h4浓度检测;

20、对应的指标浓度对硬报警值为:

21、co出现表明测试煤已经开始氧化,其出现临界温度为57.3-65.0℃,监测浓度为0.32*10-6,超过该浓度值或者温度则需要进行处理;

22、c2h4出现时煤进入加速氧化阶段的标志,其出现的临界温度为113.3℃-131.4℃,监测浓度为0.03*10-6,超过该浓度值或者温度则需要进行处理;

23、c2h6/c2h4比值峰值的出现是煤进入激烈氧化阶段的标志,其峰值出现的温度为265.5℃左右,对应c2h4浓度为21.17*10-6,c2h6浓度为7.51*10-6,超过该浓度值或者温度则需要进行处理;

24、平台系和微震传感器组成在线应力监测系统,实时监测工作面两顺槽内采动应力场及特定区域应力场的变化规律,记录监测数据并绘制应力变化曲线,实时准确反映回采工作面煤体应力,及时发现应力超限预警区域。

25、与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明设置了一种通过可以调节安装长度的内撑杆支撑,并且实验柔性布袋环绕并浇筑的用于采空层的防火封堵结构以及对应的监测治理平台,在相邻墙体之间设置钢结构组成的侧封堵架,能够将两侧的墙体结构组合,利于预留口的预留结构便于对采空区内部进行监测、采样或者治理,每段封堵面设置预留口的数量至少为套,有效的解决了现有的煤矿风险治理过程的采空区封堵过程麻烦,采空区隔离位置日常维护需要人工在束管采样后,送到实验室进行分析,检测出的信息具有迟滞性,影响煤矿及时的安全治理的效果,而且采样分分析的过程比较麻烦,还容易迟检漏检,造成煤矿安全隐患大的问题。



技术特征:

1.用于治理停工时煤矿风险的封闭结构,包括用于煤矿采空区煤矿封堵的封堵面(1),其特征在于:所述封堵面(1)的中部预留安装有预留口(2),所述封堵面(1)的内侧接缝位置设置有侧封堵架(3),所述封堵面(1)的内部四角处插接设置有内撑杆(4);

2.根据权利要求1所述的用于治理停工时煤矿风险的封闭结构,其特征在于:所述预留口(2)包括外套管(21)和内套管(22),所述外套管(21)与内套管(22)之间分别在内壁和外壁之间设置有螺纹(26),外套管(21)和内套管(22)通过螺接固定于对接口(15)的内部。

3.根据权利要求2所述的用于治理停工时煤矿风险的封闭结构,其特征在于:所述外套管(21)和内套管(22)的筒壁的内部开设有浇筑腔(25),所述外套管(21)和内套管(22)位于最外侧位置开设有圆孔(24),所述外流孔(27)和圆孔于浇筑腔(25)连通。

4.根据权利要求3所述的用于治理停工时煤矿风险的封闭结构,其特征在于:所述外套管(21)和内套管(22)位于最外侧位置外部均匀焊接有转动杆(23)。

5.根据权利要求1所述的用于治理停工时煤矿风险的封闭结构,其特征在于:套件(43)包括腰型孔形状的套壳(44),所述套壳(44)的外壁螺焊接有螺管(46),所述螺管(46)的顶端螺接有螺栓二(49),在螺栓二(49)的底端套接有顶片(48),所述顶片(48)的内侧紧密贴合在套杆(42)的最外侧,且套杆(42)套接在外锚杆(41)和套杆(42)的外壁,所述套壳(44)的内侧端焊接有固定堵头(45),所述固定堵头(45)于外锚杆(41)的内侧紧密贴合。

6.根据权利要求5所述的用于治理停工时煤矿风险的封闭结构,其特征在于:所述套壳(44)的外壁螺接有螺栓一(47),所述螺栓一(47)贯穿套壳(44)紧密贴合在外锚杆(41)或套杆(42)的外表面。

7.根据权利要2所述的用于治理停工时煤矿风险的封闭结构,其特征在于:所述外套管(21)和内套管(22)的最外端内壁焊接有均匀分布的带有尖锐端部的l形状挂钩。

8.根据权利要求7所述的用于治理停工时煤矿风险的封闭结构,其特征在于:所述外套管(21)和内套管(22)的最外端的圆形外壁中心处开设有带有螺纹的圆孔。

9.根据权利要求1所述的用于治理停工时煤矿风险的封闭结构,其特征在于:所述螺纹圆孔的内部螺接有co传感器、微震传感器、风速传感器、温度传感器、可燃气体传感器。

10.根据权利要求1-9所述的以用于治理停工时煤矿风险的封闭结构为基础的治理平台,其特征在于:


技术总结
本发明本发明设置了一种治理停工时煤矿风险的封闭结构以及对应的监测治理平台,在相邻墙体之间设置钢结构组成的侧封堵架,能够将两侧的墙体结构组合,利于预留口的预留结构便于对采空区内部进行监测、采样或者治理,每段封堵面设置预留口的数量至少为套,有效的解决了现有的煤矿风险治理过程的采空区封堵过程麻烦,采空区隔离位置日常维护需要人工在束管采样后,送到实验室进行分析,检测出的信息具有迟滞性,影响煤矿及时的安全治理的效果,而且采样分分析的过程比较麻烦,还容易迟检漏检,造成煤矿安全隐患大的问题。

技术研发人员:秦鹏,席敦刚,闫春来,侯会伟,康军伟
受保护的技术使用者:山东省兖州市大统矿业有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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