沿空留巷采空区侧密闭结构的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿开采技术领域，具体而言，涉及一种沿空留巷采空区侧密闭结构。


背景技术：

2.沿空留巷是指在上区段工作面采过后，通过加强支护或采用其他有效的方法，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，其目的是使一条巷道可以得到两次利用。根据对现有无煤柱连续开采系统的分析，沿空留巷可使矿井回采率提高10％以上，巷道掘进率和巷道维修费可降低30％左右，沿空留巷技术可以大大减少矿井掘进量、缓解采掘接替紧张、缩短工作面搬家时间等，是煤矿开采及回采巷道支护技术的一项重大改革。
3.沿空留巷的关键是必须在采空侧构筑密闭支护结构，目前应用较多的密闭支护结构形式有木垛、密集支柱、混凝土砌块和填充墙体等，但是随着工作面回采，密闭支护结构将承受破断直接顶的重量，导致密闭支护结构容易形变甚至断裂，无法继续对沿空留巷起到密闭支护作用，进而影响煤矿开采的进行。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的包括提供一种沿空留巷采空区侧密闭结构，以解决现有密闭支护结构承载直接顶的重量容易形变甚至断裂，无法继续对沿空留巷起到密闭支护作用，进而影响煤矿开采的技术问题。
5.为解决上述问题，本实用新型提供一种沿空留巷采空区侧密闭结构，包括沿空留巷和位于所述沿空留巷采风区侧的密闭墙，所述密闭墙包括设于所述沿空留巷底壁的墙体，所述墙体沿所述沿空留巷的长度方向延伸；所述墙体的顶部与所述沿空留巷的顶壁之间夹设有第一弹性密封体，且所述第一弹性密封体与所述顶壁之间的缝隙填充有聚氨酯发泡剂。
6.可选地，所述墙体与所述沿空留巷的破碎巷帮的间隙填充有密闭层。
7.可选地，所述密闭层的材质为阻燃性聚氨酯发泡剂。
8.可选地，所述第一弹性密封体的一端伸出所述墙体，且与所述破碎巷帮抵顶。
9.可选地，所述第一弹性密封体包括多个高水材料弹性填充袋，多个所述高水材料弹性填充袋沿所述墙体的长度方向依次排布，且相邻两个所述高水材料弹性填充袋之间存在重叠区。
10.可选地，相邻两个所述高水材料弹性填充袋的重叠区通过密封连接体密封连接。
11.可选地，所述墙体的顶端设有限位槽，所述限位槽沿所述墙体的长度方向延伸，多个所述高水材料弹性填充袋的底端均插入所述限位槽内。
12.可选地，所述沿空留巷内设有支撑梁。
13.可选地，所述墙体的下部区域设有多个连通孔，多个连通孔沿所述墙体的延伸方
向间隔排布，所述连通孔用于向所述墙体与所述破碎巷帮间隙的下部区域注入所述阻燃性聚氨酯发泡剂；各所述连通孔均封堵有堵头。
14.可选地，所述沿空留巷的底壁设有固定凸台，所述固定凸台沿所述沿空留巷的长度方向延伸，所述固定凸台、所述底壁与所述墙体共同围成固定槽，所述固定槽内安装有第二弹性密封体。
15.本实用新型提供的沿空留巷采空区侧密闭结构，密闭墙包括作为隔挡及支撑主体的墙体、封堵于墙体顶端与沿空留巷顶壁之间的第一弹性密封体，且第一弹性密封体与顶壁之间的缝隙填充有聚氨酯发泡剂，首先，沿空留巷的顶壁为不规则的壁面，第一弹性密封体能够适应顶壁与墙体之间的间隙进行相应形变，从而能够较好地密封连接于顶壁与墙体之间，从而提高密闭墙隔挡于沿空留巷与采空区之间的密封性，相应提高沿空留巷的气密性，确保煤矿开采的正常作业；其次，顶壁在自身重力作用及其他振动作用下回逐渐下沉，顶壁下沉过程中向下挤压第一弹性密封体，第一弹性密封体相应发生形变，能够更加紧密地对顶壁与墙体之间的间隙进行封堵，且由于第一弹性密封体能够形变，从而降低了顶壁施加于墙体的下压强度，进而减少墙体受到下压强度较大容易形变甚至断裂坍塌情况的发生，相应延长密闭墙的使用寿命，确保密闭墙对沿空留巷的密闭支护作用；再次，第一弹性密封体与顶壁之间的缝隙填充有聚氨酯发泡剂，从而有效提高第一弹性密封体与顶壁连接的密封性，相应进一步提高密闭墙对沿空留巷和采空区的隔离密封性，且随着顶壁的下沉，具有一定弹性的聚氨酯发泡剂也能够随之形变，相应确保对顶壁与第一弹性密封体间隙的封堵。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型提供的沿空留巷采空区侧密闭结构的横截面示意图；
18.图2为图1中密闭墙支撑于直接顶的局部主视示意图；
19.图3为本实用新型提供的沿空留巷采空区侧密闭结构为另一形式时的横截面示意图；
20.图4为图3中a的局部放大图；
21.图5为本实用新型提供的沿空留巷采空区侧密闭结构中墙体设有连通孔时的主视示意图。
22.附图标记说明：
23.10
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采空区；11
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破碎巷帮；20
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沿空留巷；21
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顶壁；22
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底壁；30
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煤体；40
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直接顶；50
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基本顶；100
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密闭墙；110
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墙体；111
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连通孔；120
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第一弹性密封体；130
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密闭层；200
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支撑梁；300
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固定凸台；310
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固定槽；400
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第二弹性密封体。
具体实施方式
24.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本
实用新型的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
25.本实施例提供一种沿空留巷采空区侧密闭结构，如图1和图2所示，包括沿空留巷20和位于沿空留巷20采风区侧的密闭墙，密闭墙100包括设于沿空留巷20底壁22的墙体110，墙体110沿沿空留巷20的长度方向延伸；墙体110的顶部与沿空留巷20的顶壁21之间夹设有第一弹性密封体120，且第一弹性密封体120与顶壁21之间的缝隙填充有聚氨酯发泡剂。
26.本实施例提供的沿空留巷采空区侧密闭结构，包括辅助煤体30开采的沿空留巷20，沿空留巷20朝向采空区10的一侧为破碎巷帮11，且破碎巷帮11的内侧设置密闭墙100使得沿空留巷20与采空区10隔离以作为回风巷使用，其中，密闭墙100包括作为隔挡及支撑主体的墙体110、封堵于墙体110顶端与沿空留巷20顶壁21之间的第一弹性密封体120，且第一弹性密封体120与顶壁21之间的缝隙填充有聚氨酯发泡剂，首先，沿空留巷20的顶壁21为不规则的壁面，第一弹性密封体120能够适应顶壁21与墙体110之间的间隙进行相应形变，从而能够较好地密封连接于顶壁21与墙体110之间，从而提高密闭墙100隔挡于沿空留巷20与采空区10之间的密封性，相应提高沿空留巷20的气密性，确保煤矿开采的正常作业；其次，顶壁21在自身重力作用及其他振动作用下会逐渐下沉，顶壁21下沉过程中向下挤压第一弹性密封体120，第一弹性密封体120相应发生形变，能够更加紧密地对顶壁21与墙体110之间的间隙进行封堵，且由于第一弹性密封体120能够形变，从而降低了顶壁21施加于墙体110的下压强度，进而减少墙体110受到下压强度较大容易形变甚至断裂坍塌情况的发生，相应延长密闭墙100的使用寿命，确保密闭墙100对沿空留巷20的密闭支护作用；再次，第一弹性密封体120与顶壁21之间的缝隙填充有聚氨酯发泡剂，从而有效提高第一弹性密封体120与顶壁21连接的密封性，相应进一步提高密闭墙100对沿空留巷20和采空区10的隔离密封性，且随着顶壁21的下沉，具有一定弹性的聚氨酯发泡剂也能够随之形变，相应确保对顶壁21与第一弹性密封体120间隙的封堵。
27.则，本技术的沿空留巷采空区侧密闭结构中，密闭墙100中的第一弹性密封体120能够随沿空留巷20顶壁21的下沉相应形变，不仅能够提高密闭墙100的隔挡密闭性，还能够减少顶壁21下沉对墙体110的损坏，相应确保密闭墙100对顶壁21的有效密闭支护作用；第一弹性密封体120与顶壁21的缝隙填充聚氨酯发泡剂，能够进一步提高第一弹性密封体120与顶壁21的连接密封性，相应进一步提高密闭墙100对沿空留巷20的隔离密封性。
28.具体地，修筑墙体110时，墙体110的顶部与沿空留巷20的顶壁21的间隙可以该近15cm；如图1所示，沿空留巷20的顶部可以为直接顶40，即直接顶40的底壁22为沿空留巷20的顶壁21；直接顶40的顶部为基本顶50。
29.可选地，本实施例中，如图1所示，墙体110与沿空留巷20的破碎巷帮11的间隙可以填充有密闭层130。密闭层130能够对墙体110与破碎巷帮11的间隙进行填充，一方面，密闭层130能够作为隔挡层于墙体110的外侧进行二次隔挡，对墙体110的墙缝等起到封堵作用，从而进一步提高密闭墙100对采空区10与沿空留巷20的隔挡密封性，相应进一步提高沿空留巷20的气密性，确保沿空留巷20对煤矿开采区域的回风效果；另一方面，密闭层130还能够对破碎巷帮11起到支撑限位作用，提高破碎巷帮11的稳定性，减少破碎巷帮11的碎石向下滑落对墙体110稳定性造成的破坏，从而提高密闭墙100的稳定性。
30.具体地，本实施例中，密闭层130的材质可以为阻燃性聚氨酯发泡剂。这里是密闭层130的一种具体材质，其中，阻燃性聚氨酯发泡剂喷入墙体110与破碎巷帮11的间隙时能够随间隙的形状流动，以对该间隙进行充分填充，阻燃性聚氨酯发泡剂凝固后形成密闭层130，密闭层130具有一定的强度同时具有一定的弹性，从而能够对墙体110与破碎巷帮11的间隙有效密封且能够对破碎巷帮11起到一定的支撑限位作用。此外，采用阻燃性聚氨酯发泡剂，还能够对火焰的蔓延起到有效隔离作用，从而提高密闭墙100的功能性，相应提高沿空留巷20的安全性。当然，在其他实施例中，密闭层130还可以选用其它材质，如聚丙烯纤维材料制成的高发泡层等。
31.可选地，本实施例中，如图1所示，第一弹性密封体120的一端伸出墙体110，且与破碎巷帮11抵顶。第一弹性密封体120包括位于墙体110顶部的第一密封部和伸出墙体110的第二密封部，其中，相较仅设置第一密封部，第一密封部和第二密封部的顶部均与沿空留巷20的顶壁21抵接密封，接触面积大，连接密封性更高，从而进一步提高密闭墙100与顶壁21的连接密封性，相应进一步提高沿空留巷20的气密性；此外，第二密封部与破碎巷帮11的上部区域抵顶，能够对该区域的破碎巷帮11起到支撑限位作用，以提高该区域破碎巷帮11的稳定性。
32.具体地，本实施例中，如图2所示，第一弹性密封体120可以包括多个高水材料弹性填充袋，多个高水材料弹性填充袋沿墙体110的长度方向依次排布，且相邻两个高水材料弹性填充袋之间存在重叠区。这里是第一弹性密封体120的一种具体形式，其中，多个高水材料弹性填充袋沿墙体110的长度方向依次排布形成长条状的第一弹性密封体120，以对墙体110顶端与沿空留巷20顶壁21之间的间隙进行封堵；此外，沿墙体110的长度方向，每相邻两个高水材料弹性填充袋之间存在重叠区，通过减少相邻两个高水材料弹性填充袋之间的缝隙，以提高相邻两个高水材料弹性填充袋的连接密封性，从而提高第一弹性密封体120自身的密封性，以及第一弹性密封体120对墙体110与沿空留巷20顶壁21之间的封堵密封性。其中，高水材料弹性填充袋能够保持一定的强度，随着顶壁21的下沉，顶壁21对高水材料弹性填充袋向下的压力增大，高水材料弹性填充袋受到压缩形变的同时能够向外排水，以减少自身的压力，在实现对顶壁21支护密封的基础上，减少自身压力过大损坏情况的发生。
33.具体地，本实施例中，相邻两个高水材料弹性填充袋的重叠区可以通过密封连接体密封连接。这里是相邻两个高水材料弹性填充袋的一种具体连接形式，两者的重叠区通过密封连接体连接，能够进一步提高两者的连接密封性及牢固度，从而进一步提高多个高水材料弹性填充袋形成第一弹性密封体120的密封性，且减少顶壁21下沉过程中，高水材料弹性填充袋受力形变与相邻高水材料弹性填充袋之间产生缝隙影响第一弹性密封体120密封性情况的发生。
34.本实施例中，可以在墙体110的顶端设置限位槽，限位槽沿墙体110的长度方向延伸，多个高水材料弹性填充袋的底端均插入限位槽内。这里是高水材料弹性填充袋安装于墙体110顶部的一种具体形式，一方面，高水材料弹性填充袋的底端插接于限位槽内，限位槽能够对高水材料弹性填充袋安装于墙体110的位置进行限定，从而提高高水材料弹性填充袋安装于墙体110的牢固度，相应确保多个高水材料弹性填充袋之间相对位置的设置，以及对墙体110与顶壁21之间的封堵密封性；另一方面，限位槽为沿墙体110的长度方向延伸的条形槽，高水材料弹性填充袋通过与限位槽的插接配合实现与墙体110的连接，能够有效
提高高水材料弹性填充袋与墙体110的连接密封性，从而进一步提高第一弹性密封体120对墙体110与顶壁21之间的封堵密封性。
35.本实施例中，如图3所示，可以在沿空留巷20内设置支撑梁200。支撑梁200位于沿空留巷20内，且支撑于沿空留巷20的顶壁21与底壁22之间，从而对顶壁21起到支撑作用，可以一定程度缓解顶壁21的下沉，从而减少顶壁21下沉对密闭墙100施加的压力，相应进一步减少密闭墙100受压形变甚至坍塌情况的发生，进而确保密闭墙100对沿空留巷20的支护密封作用。具体地，支撑梁200活动支撑于顶壁21与底壁22之间，当支撑梁200损害或需要拆除支撑梁200时，可以对其进行拆卸、更换等操作。
36.本实施例中，如图5所示，可以在墙体110的下部区域设置多个连通孔111，多个连通孔111沿墙体110的延伸方向间隔排布，连通孔111用于向墙体110与破碎巷帮11间隙的下部区域注入阻燃性聚氨酯发泡剂；各连通孔111均封堵有堵头。修筑密闭墙100时，可以首先在破碎巷帮11的一侧用砖块和水泥砌筑墙体110，墙体110的下部区域预留连通孔111，然后可以经连通孔111向墙体110与破碎巷帮11的间隙注入阻燃性聚氨酯发泡剂，阻燃性聚氨酯发泡剂能够对间隙的下部区域进行填充，经墙体110与破碎巷帮11的间隙顶端的开口向该间隙的上部区域注入阻燃性聚氨酯发泡剂，上部区域的阻燃性聚氨酯发泡剂与下部区域的阻燃性聚氨酯发泡剂流动混合并凝固后共同形成密闭层130。连通孔111的设置，能够分别从上部和下部对墙体110与破碎巷帮11的间隙进行阻燃性聚氨酯发泡剂的填充，从而提高阻燃性聚氨酯发泡剂对间隙填充的充分性，减少阻燃性聚氨酯发泡剂仅从顶部注入，向下流动过程凝固等对间隙下部区域的填充不充分，导致形成的密闭层130对间隙下部区域隔挡效果较差，进而影响密闭墙100密闭性情况的发生。阻燃性聚氨酯发泡剂经连通孔111注入完成后，使用堵头封堵连通孔111，并在墙体110顶部与沿空留巷20的顶壁21之间挤入第一弹性密封体120，从而完成密闭墙的修筑。
37.本实施例中，如图3和图4所示，可以在沿空留巷20的底壁22设置固定凸台300，固定凸台300沿沿空留巷20的长度方向延伸，固定凸台300、底壁22与墙体110共同围成固定槽310，固定槽310内安装有第二弹性密封体400。第二弹性密封体400挤入固定槽310内，其侧壁与墙体110的侧壁紧密抵接，其底壁22与固定槽310的底壁22紧密抵接，从而实现对墙体110底部的密封，减少墙体110与沿空留巷20底壁22之间缝隙漏风情况的发生，进而进一步提高密闭墙100对沿空留巷20与采空区10的隔离密封效果；此外，固定槽310通过第二弹性密封体400能够对墙体110的底部进行支撑限位，以抵消破碎巷帮11通过密闭层130施加于墙体110的推动力，从而提高墙体110的稳定性和牢固度。具体地，第二弹性密封体400可以选用橡胶、硅胶等材料制成。
38.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
39.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新
型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。