CN104847407A - 一种顶板淋涌水收集组合装置及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种顶板淋涌水收集组合装置及其装配方法。装置部分主要包括梯形筒，该梯形筒的上部边缘设有翼缘板，梯形筒的底部经套管与法兰相连通，法兰又与导流管相连通，导流管的另一端经三通与收集管相连通。本装置在井下和/或隧道中安装完成后，能够良好的解决淋涌水收集的问题，且占用施工空间较小。

Description

一种顶板淋涌水收集组合装置及其装配方法

技术领域

本发明涉及属于煤矿、铁矿、隧道和矿山井巷工程水害治理领域，具体的说，是涉及一种顶板淋涌水收集组合装置及其装配方法。

背景技术

随着我国煤炭需求量不断上升以及煤炭资源的枯竭，越来越多的煤矿不得不去开采水文地质相对复杂的煤层。一些煤矿巷道在开挖过程中，由于顶板原有的力学平衡被打破，顶板裂隙不断向深部扩展，直接连通导水裂隙或含水层，导致顶板出现大面积淋水现象。

钻机在打锚杆、锚索钻孔时也极容易打通含导水裂隙，导致锚杆、锚索孔涌水严重。顶板大面积淋水及锚杆(索)钻孔大流量涌水难以治理，给巷道施工及一些易腐蚀的金属设备维护造成很大的困难，尤其会进一步恶化井下工人的工作环境，不但对工人的安全造成一定的隐患，更对井下工人的心里造成一定的阴影，影响施工效率。

现有技术中，从顶板淋涌水收集装置和方法上来看主要有两种：

一种是公开号为CN103075167A铺设顶板隔水板或隔水布方法，顶板淋水直接流到隔水板或隔水布上，顺煤帮直接流入排水沟。其主要缺点有四个：①由于每块隔水板或隔水布拼接时封闭性差、工艺复杂，顶板淋水容易在拼接处流出，二次造成顶板淋涌水直接流入巷道；②不适用于顶板、锚杆(索)钻孔大面积大流量出水，极易在隔水板或隔水布上形成网兜现象，给金属网造成压力；③锚杆、锚索在顶板外面部分极易将隔水板或隔水布捅破，造成隔水失效；④顶板淋水顺煤帮进入排水沟将直接造成帮部锚杆、金属网生锈，给巷道带来新的安全隐患。

第二种是公开号为CN202039899U的顶板淋水收集器，此种顶板淋水收集器主要缺点有三个：①体积较大，不太适用于井下煤巷较狭小的工作环境，尤其是其下部的排水管将直接给运输、行人造成较大的困难；②该集水器收集装置主要适用于巷道顶板淋水面积不大、特别是单个锚杆(索)钻孔出水的情况，对大面积顶板淋水因为无法组合使用将不再适用；③采用吸铁石悬挂于金属网上，将造成巷道安全隐患，不符合煤矿安全规定。

因此，如何设计一种全新的装置，来解决上述问题，是本领域技术人员所面对的。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种顶板淋涌水收集组合装置及其装配方法。本装置在井下和/或隧道中安装完成后，能够良好的解决淋涌水收集的问题，且占用施工空间较小。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种顶板淋涌水收集组合装置，包括：

梯形筒，该梯形筒的上部边缘设有翼缘板，梯形筒的底部经套管与法兰相连通，法兰又与导流管相连通，导流管的另一端经三通与收集管相连通。

优选的，所述梯形筒为白铁皮轧制而成。

优选的，所述翼缘板上设有多个螺栓孔。

优选的，翼缘板也是白铁皮材质。

优选的，所述收集管通过三通或二通连接后最末端的收集管位于排水沟内。

优选的，所述导流管与收集管均为PVC管。

优选的，所述梯形筒为阶梯型结构。

本发明还提供了上述顶板淋涌水收集组合装置的装配方法，包括如下步骤：

A、将梯形筒、翼缘板、套管、法兰、导流管、三通和收集管运送至巷道内；

B、按照自上至下依次为梯形筒、翼缘板、套管、法兰、导流管和三通的顺序进行组装，形成顶板淋涌水收集组合装置，三通的另外两个接口与收集管相连通；

C、组装多个顶板淋涌水收集组合装置，将相邻顶板淋涌水收集组合装置的翼缘板重叠，利用紧固件将翼缘板紧固；

D、将收集管利用二通和/或三通相连接，最末端的收集管的出水口位于排水沟内。

本发明的有益效果是：本发明具有以下优点：

1、解决了巷道顶板大面积、大流量淋涌水的难题。该集水装置通过底端pvc塑料管道两两相连，最终将任意一段巷道长度内的淋涌水汇集到一处，排到帮部预设的排水沟内，解决了以往对于巷道大面积、大流量淋涌水无法收集到一处排出的难题；

2、封闭性好。该集水装置上部翼缘板内预留有多个螺栓孔，通过螺栓将相邻四个顶板淋涌水收集组合装置的翼缘板重叠在一起，所以在该集水装置的四周基本无顶板裸露，顶板淋涌水基本全部落入梯形筒内，而且下部pvc塑料管与三通之间密封性也良好，无水珠溢出，解决了以往顶板水治理中装置封闭性差的难题；

3、可循环利用，使用寿命长。本发明的集水装置可拆卸重复利用，一段巷道内的顶板淋涌水结束后，可将此段巷道内的该集水装置拆除，当有需要时在安装到另一段出水的巷道；

4、占用巷道空间小。本发明集水装置上部设计成三阶梯型，极大的降低了装置体积，而且本发明只占用巷道顶部很小的空间，对下部行人及运输不会造成妨碍作用；

5、可精确测量任意一段巷道内顶板单位面积淋水量。将任意一段巷道内集水装置通过下部pvc塑料管和pvc塑料三通接头连接在一起，将此段巷道内的淋涌水汇集到一处，即可通过相应的测量装置进行精密测量，解决了以往都是靠经验盲目猜测的难题；

6、整套集水装置结构简单，易于加工和安装，且该装置采用的材质均为市场上常见的便宜材质，加工成本低，经济合理。

附图说明

图1是本发明的正视图剖面；

图2是本发明的侧视图剖面；

图3是本发明的俯视图；

图4是本发明的最终安装效果图

其中：1、梯形筒，2、套管，3、法兰，4、导流管，5、三通，6、收集管，7、螺栓，8、翼缘板，9、顶板，10、巷道，11、排水沟。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行详细说明。

实施例1：一种顶板淋涌水收集组合装置，其结构如图1-3所示，包括：梯形筒1，该梯形筒1的上部边缘设有翼缘板8，梯形筒1的底部经套管2与法兰3相连通，法兰3又与导流管4相连通，导流管4的另一端经三通5与收集管6相连通。

所述梯形筒1为厚度为2mm白铁皮轧制而成，筒体剖面为三个梯形的阶梯状，第一梯段的矩形边长都为40cm,第二梯段的矩形四边边长为20cm，第三梯段矩形四边边长为10cm，第三梯段矩形板中间预留直径为4.8cm的圆孔，圆孔便于与套管2连通；

所述翼缘板8为分别伸出梯形筒1第一梯段矩形四条边长方形，尺寸为40*3cm，与梯形筒一同为厚度2mm的白色铁皮轧制而成，每个翼缘板8距短边中点10cm处分别开两个直径为2cm的螺栓孔7；更佳的选择为，翼缘板8与梯形筒1一体成型。

所述套管2材质与梯形筒1相同，直径为5cm，长度一般为5～10cm；

所述收集管6通过三通或二通连接后最末端的收集管位于排水沟11内。

所述导流管4与收集管6均为PVC管。

所述pvc塑料管为特殊白色耐火材料制成，内径规格为5cm，长度可根据现场需要截取，长度一般为5～10cm；

所述三通可以是pvc塑料管三通接头，为特殊白色耐火材料制成，三个端头尺寸一致，直径略大于铁质套管为宜。

本实施例还提供了上述顶板淋涌水收集组合装置的装配方法，包括如下步骤：

A、将梯形筒1、翼缘板8、套管2、法兰3、导流管4、三通5和收集管6运送至巷道10内；

B、将梯形筒1、翼缘板8、套管2、法兰3、导流管4和三通5的进行组装，形成上述顶板淋涌水收集组合装置，三通5的另外两个接口与收集管6相连通，任一个顶板淋涌水收集组合装置均应当紧贴顶板9；

C、组装多个顶板淋涌水收集组合装置，将相邻顶板淋涌水收集组合装置的翼缘板8重叠，利用紧固件将翼缘板8紧固，紧固件可选择螺栓7；

D、将收集管6利用二通和/或三通相连接，最末端的收集管6的出水口位于排水沟内。

本装置的在巷道10内的应用效果，如图4所示。相邻的多个收集装置的翼缘板8重合，底部通过收集管6将水倒流至排水沟11内。

上述结构与方法中，需要注意的事项为：

1、每个淋涌水收集装置的四条翼缘板应保证尺寸相等且表面光滑，防止连接螺栓7时相邻淋涌水收集装置的翼缘板无法重叠在一起，从而达不到封闭顶板围岩的作用，有淋水流入巷道；

2、套筒与梯形筒焊接时应保证焊接的密封性，防止水从焊缝涌出；

3、导流管4和收集管6应保证***三通5接口2cm以上，防止由于摩擦力过小导致pvc塑料管被流水冲出；

4、梯形筒1四周应用铁丝缠绕在巷道顶板的钢筋网上，钢丝缠绕圈数不应少于5圈，防止梯形筒坠落砸伤行人；

5、巷道在运输比较高的物体时，可先将该装置卸下，防止由于碰撞过猛，将该装置碰坏或碰掉，造成安全隐患或事故。

应用例：

王楼煤矿位于济宁市市中区喻屯镇境内，隶属于临沂矿业集团有限公司，11307、13301两工作面开采的煤层均为3_上煤，开采3_上煤的直接充水含水层为3_上煤层顶底板砂岩含水层及局部地段的上侏罗系砂砾岩含水层。11307、13301两工作面上下顺槽在掘进过程中，由于缺乏对巷道顶底板岩性及水文地质的准确判断，导致巷道在掘进过程中，巷道顶板出现大面积淋涌水现象，局部锚杆(索)钻孔出水达15m³/h，巷道内工人的作业环境不断恶化，严重影响了巷道的正常掘进，造成了一定的经济损失。

最终，经研究决定采用本发明的顶板淋涌水收集组合装置进行顶板淋涌水收集后经排水管进入巷道帮部的排水沟内，然后排出巷道。采用本装置后，巷道基本杜绝了顶板淋涌水直接流入巷道的现象，给巷道内作业人员创造了一个基本无顶板淋水的作业环境，加快了施工进度，为矿方挽回了一定的经济损失。

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发明。对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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明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特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种顶板淋涌水收集组合装置，其特征在于，包括：

梯形筒，该梯形筒的上部边缘设有翼缘板，梯形筒的底部经套管与法兰相连通，法兰又与导流管相连通，导流管的另一端经三通与收集管相连通。

2.根据权利要求1所述的顶板淋涌水收集组合装置，其特征在于，所述梯形筒为白铁皮轧制而成。

3.根据权利要求1所述的顶板淋涌水收集组合装置，其特征在于，所述翼缘板上设有多个螺栓孔。

4.根据权利要求3所述的顶板淋涌水收集组合装置，其特征在于，翼缘板也是白铁皮材质。

5.根据权利要求1所述的顶板淋涌水收集组合装置，其特征在于，所述收集管通过三通或二通连接后最末端的收集管位于排水沟内。

6.根据权利要求1所述的顶板淋涌水收集组合装置，其特征在于，所述导流管与收集管均为PVC管。

7.根据权利要求1所述的顶板淋涌水收集组合装置，其特征在于，所述梯形筒为阶梯型结构。

8.一种利用权利要求1-7任一项顶板淋涌水收集组合装置的装配方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、将梯形筒、翼缘板、套管、法兰、导流管、三通和收集管运送至巷道内；

B、按照自上至下依次为梯形筒、翼缘板、套管、法兰、导流管和三通的顺序进行组装，形成顶板淋涌水收集组合装置，三通的另外两个接口与收集管相连通；

C、组装多个顶板淋涌水收集组合装置，将相邻顶板淋涌水收集组合装置的翼缘板重叠，利用紧固件将翼缘板紧固；

D、将收集管利用二通和/或三通相连接，最末端的收集管的出水口位于排水沟内。