一种地下水库坝体及其构筑方法技术

本发明专利技术公开了一种地下水库坝体及其构筑方法，包括至少两个间隔布置的煤柱坝体；在任意相邻的两个所述煤柱坝体之间设置有人工坝体；所述人工坝体包括第三坝体、第二坝体和第一坝体，在所述第二坝体与所述巷道顶板之间形成有注浆空间；在所述第一坝体上设置有至少一个与所述注浆空间连通的第一坝体注浆孔；在所述注浆空间内浇筑有密封连接体，所述密封连接体的顶部与所述巷道顶板密封连接。其通过对人工坝体尺寸的定量化计算，在地面建造标准化坝体模块，在井下快速组装，降低了建造水库的周期和成本；其还提高了巷道顶板与人工坝体的密封性能，提高隔水效果。

A Dam Body of Groundwater Reservoir and Its Construction Method

The invention discloses a groundwater reservoir dam body and its construction method, including at least two coal pillar dams arranged at intervals; an artificial dam body is arranged between two coal pillar dams adjacent to each other; the artificial dam body comprises a third dam body, a second dam body and a first dam body, and a grouting space is formed between the second dam body and the roof of the roadway; and the grouting space is formed between the second dam body and the roadway roof. At least one grouting hole of the first dam body connected with the grouting space is provided; a sealed connector is poured in the grouting space, and the top of the sealed connector is sealed with the roof of the roadway. Through the quantitative calculation of the size of the artificial dam body, the standardized dam body module is constructed on the ground and assembled rapidly in the underground, which reduces the period and cost of building the reservoir. It also improves the sealing performance of the roadway roof and the artificial dam body, and improves the water-proof effect.

【技术实现步骤摘要】
一种地下水库坝体及其构筑方法
本专利技术涉及地下水库建设
，尤其涉及一种地下水库坝体及其构筑方法。
技术介绍
煤炭是我国的主要能源，其生产量和消费量占能源总量的2/3左右，在未来一段时期内，煤炭主体能源的地位不会发生改变。目前，我国东部浅埋煤层己基本开采殆尽，煤炭开采己战略西移，西部己成为煤炭主产区。2012年，晋、陕、蒙、甘、宁这5个省(区)煤炭产量占全国的7100，但其水资源仅占全国的3.900，特别是能源“金三角”地区，其煤炭产量占全国的2700，但水资源仅占0.3700，水资源短缺己成为西部地区煤炭开发和可持续发展面临的重大技术难题。而地下水库作为一种环保型的水资源开发工程，可以有效的进行地表与地下水的统一规划、联合利用，不仅可以解决生态环境问题还可有效的缓解水资源问题。由于煤矿地下水库不同于地面水库，坝体受到库内水压、上覆岩层压力、采动和矿震的复合作用，且由于地下水库上方岩层处于不稳定状态，一旦大片垮落，将对坝体形成很大冲击，影响坝体稳定性。所以研究安全可靠的地下水库坝体建造技术十分迫切。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种地下水库坝体及其构筑方法，其人工坝体的构筑通过快速组装的方式实现，提高了施工效率，降低了施工成本。本专利技术技术方案提供一种地下水库坝体，包括至少两个间隔布置的煤柱坝体；所述煤柱坝体的内侧为水库主体，所述煤柱坝体的外侧为巷道，所述煤柱坝体的顶部与所述巷道的巷道顶板密封连接；其中，在任意相邻的两个所述煤柱坝体之间设置有人工坝体；所述人工坝体包括第三坝体、第二坝体和第一坝体，其中所述第二坝体布置在所述第一坝体与所述第三坝体之间，所述第三坝体位于靠近所述水库主体侧，所述第一坝体位于靠近所述巷道侧；所述第二坝体的高度低于所述第一坝体的高度，所述第二坝体的高度也低于所述第三坝体的高度；在所述第二坝体与所述巷道顶板之间形成有注浆空间；在所述第一坝体上设置有至少一个与所述注浆空间连通的第一坝体注浆孔；在所述注浆空间内浇筑有密封连接体，所述密封连接体的顶部与所述巷道顶板密封连接。进一步地，所述第一坝体的顶部与所述巷道顶板之间填充有所述密封连接体，在所述第三坝体的顶部与所述巷道顶板之间也填充有所述密封连接体。进一步地，所述第一坝体包括依次拼接的多块第一坝体模块；在任意相邻的两块所述第一坝体模块之间形成有一条所述第一坝体注浆孔；在所述第一坝体注浆孔中填充有所述密封连接体。进一步地，所述第一坝体模块为六面体；所述第一坝体模块包括四条第三坝体模块长边，所述第一坝体模块长边沿着从所述水库主体至所述巷道的方向延伸；在每条所述第一坝体模块长边上都设置有第一坝体输浆槽，所述第一坝体输浆槽沿着从所述巷道至所述第二坝体的方向延伸；在依次拼接的多块所述第一坝体模块中相邻的四条所述第一坝体输浆槽拼接成一条所述第一坝体注浆孔。进一步地，所述第一坝体模块包括第一坝体泡沫砖和第一坝体混凝土包覆层；所述第一坝体混凝土包覆层包覆在所述第一坝体泡沫砖的外表面上。进一步地，所述第二坝体包括依次拼接的多块第二坝体模块；在任意相邻的两块所述第二坝体模块之间形成有一条第二坝体注浆孔；在所述第二坝体注浆孔中填充有所述密封连接体。进一步地，多条所述第二坝体注浆孔分别与多条所述第一坝体注浆孔相应对齐。进一步地，所述第二坝体模块的端部与所述第一坝体模块接触。进一步地，所述第二坝体模块为六面体；所述第二坝体模块包括四条第二坝体模块长边，所述第二坝体模块长边沿着从所述第一坝体至所述第二坝体的方向延伸；在每条所述第二坝体模块长边上都设置有第二坝体输浆槽，所述第二坝体输浆槽沿着从所述第一坝体至所述第二坝体的方向延伸；在依次拼接的多块所述第二坝体模块中相邻的四条所述第二坝体输浆槽拼接成一条所述第二坝体注浆孔。进一步地，所述第二坝体模块包括第二坝体泡沫砖和第二坝体混凝土包覆层；所述第二坝体混凝土包覆层包覆在所述第二坝体泡沫砖的外表面上。进一步地，所述第三坝体包括靠近所述水库主体侧的内侧坝体和靠近所述第二坝体侧的外侧坝体；所述外侧坝体与所述内侧坝体拼接在一起；在所述外侧坝体上形成有外侧坝体注浆孔，所述外侧坝体注浆孔沿着从所述外侧坝体至所述内侧坝体的方向延伸；在所述内侧坝体上形成有与所述外侧坝体注浆孔连通的内侧坝体注浆槽，所述内侧坝体注浆槽的两端开口分别朝向两侧的所述煤柱坝体；在所述外侧坝体注浆孔和所述内侧坝体注浆槽中填充有所述密封连接体；在所述第三坝体与所述煤柱坝体之间浇筑有所述密封连接体。进一步地，所述外侧坝体包括依次拼接的多块外侧坝体模块；在任意相邻的两块所述外侧坝体模块之间形成有一条所述外侧坝体注浆孔；所述内侧坝体包括依次拼接的多块内侧坝体模块；在任意相邻的两块所述内侧坝体模块之间形成有一条所述内侧坝体注浆槽；靠近所述外侧坝体侧的所述内侧坝体注浆槽与所述外侧坝体注浆孔连通。进一步地，所述外侧坝体模块为六面体；所述外侧坝体模块包括四条外侧坝体模块长边，所述外侧坝体模块长边沿着从所述外侧坝体至所述内侧坝体的方向延伸；在每条所述外侧坝体模块长边上都设置有外侧坝体输浆槽，所述外侧坝体输浆槽沿着从所述外侧坝体至所述内侧坝体的方向延伸；在依次拼接的多块所述外侧坝体模块中相邻的四条所述外侧坝体输浆槽拼接成一条所述外侧坝体注浆孔。进一步地，所述内侧坝体模块为六面体；所述内侧坝体模块包括四条内侧坝体模块宽边，所述内侧坝体模块宽边沿着从一侧的所述煤柱坝体至另一侧所述煤柱坝体的方向延伸；在每条所述内侧坝体模块宽边上都设置有内侧坝体输浆半槽，所述内侧坝体输浆半槽朝向所述煤柱坝体的方向延伸；在依次拼接的上下两块所述内侧坝体模块中相邻的两条所述内侧坝体输浆半槽拼接成一条所述内侧坝体注浆槽。进一步地，所述内侧坝体模块包括内侧坝体泡沫砖和内侧坝体混凝土包覆层；所述内侧坝体混凝土包覆层包覆在所述内侧坝体泡沫砖的外表面上；所述外侧坝体模块包括外侧坝体泡沫砖和外侧坝体混凝土包覆层；所述外侧坝体混凝土包覆层包覆在所述外侧坝体泡沫砖的外表面上。进一步地，多条所述外侧坝体注浆孔分别与多条所述第一坝体注浆孔相应对齐。进一步地，所述第二坝体模块的端部与所述外侧坝体接触。进一步地，在所述第一坝体的外侧布设有至少一层密封层。本专利技术技术方案还提供一种对前述任一技术方案所述的地下水库坝体的构筑方法，包括如下步骤:S1：选择两个间隔设置的煤柱坝体；S2：在两个所述煤柱坝体之间构筑人工坝体；其中，所述人工坝体的构筑方法如下：S21：在靠近水库主体的一侧构筑第三坝体；S22：在第三坝体的外侧构筑第二坝体，并使第二坝体的高度低于第三坝体的高度，在第二坝体与巷道的巷道顶板之间形成注浆空间；S23：在第二坝体的外侧构筑高于第二坝体的第一坝体，并在第一坝体中设置有第一坝体注浆孔，使第一坝体注浆孔与注浆空间连通；S24：在巷道内通过注浆设备向第一坝体注浆孔和注浆空间内注入密封连接体浆液，直至密封连接体浆液充满注浆空间；S25：静置第一预设时间，密封连接体浆液变为密封连接体，第二坝体与巷道顶板通过密封连接体密封连接。进一步地，步骤S21还包括如下步骤：S211：将多块内侧坝体模块依次叠放形成内侧坝体，在相邻的两块内侧坝体模块之间形成有内侧坝体注浆槽；其中，内侧坝体注浆槽朝向两侧的煤柱坝体延伸；S212：将多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地下水库坝体，包括至少两个间隔布置的煤柱坝体；所述煤柱坝体的内侧为水库主体，所述煤柱坝体的外侧为巷道，所述煤柱坝体的顶部与所述巷道的巷道顶板密封连接；其中，在任意相邻的两个所述煤柱坝体之间设置有人工坝体；其特征在于，所述人工坝体包括第三坝体、第二坝体和第一坝体，其中所述第二坝体布置在所述第一坝体与所述第三坝体之间，所述第三坝体位于靠近所述水库主体侧，所述第一坝体位于靠近所述巷道侧；所述第二坝体的高度低于所述第一坝体的高度，所述第二坝体的高度也低于所述第三坝体的高度；在所述第二坝体与所述巷道顶板之间形成有注浆空间；在所述第一坝体上设置有至少一个与所述注浆空间连通的第一坝体注浆孔；在所述注浆空间内浇筑有密封连接体，所述密封连接体的顶部与所述巷道顶板密封连接。

【技术特征摘要】
1.一种地下水库坝体，包括至少两个间隔布置的煤柱坝体；所述煤柱坝体的内侧为水库主体，所述煤柱坝体的外侧为巷道，所述煤柱坝体的顶部与所述巷道的巷道顶板密封连接；其中，在任意相邻的两个所述煤柱坝体之间设置有人工坝体；其特征在于，所述人工坝体包括第三坝体、第二坝体和第一坝体，其中所述第二坝体布置在所述第一坝体与所述第三坝体之间，所述第三坝体位于靠近所述水库主体侧，所述第一坝体位于靠近所述巷道侧；所述第二坝体的高度低于所述第一坝体的高度，所述第二坝体的高度也低于所述第三坝体的高度；在所述第二坝体与所述巷道顶板之间形成有注浆空间；在所述第一坝体上设置有至少一个与所述注浆空间连通的第一坝体注浆孔；在所述注浆空间内浇筑有密封连接体，所述密封连接体的顶部与所述巷道顶板密封连接。2.根据权利要求1所述的地下水库坝体，其特征在于，所述第一坝体的顶部与所述巷道顶板之间填充有所述密封连接体，在所述第三坝体的顶部与所述巷道顶板之间也填充有所述密封连接体。3.根据权利要求1所述的地下水库坝体，其特征在于，所述第一坝体包括依次拼接的多块第一坝体模块；在任意相邻的两块所述第一坝体模块之间形成有一条所述第一坝体注浆孔；在所述第一坝体注浆孔中填充有所述密封连接体。4.根据权利要求3所述的地下水库坝体，其特征在于，所述第一坝体模块为六面体；所述第一坝体模块包括四条第三坝体模块长边，所述第一坝体模块长边沿着从所述水库主体至所述巷道的方向延伸；在每条所述第一坝体模块长边上都设置有第一坝体输浆槽，所述第一坝体输浆槽沿着从所述巷道至所述第二坝体的方向延伸；在依次拼接的多块所述第一坝体模块中相邻的四条所述第一坝体输浆槽拼接成一条所述第一坝体注浆孔。5.根据权利要求3或4所述的地下水库坝体，其特征在于，所述第一坝体模块包括第一坝体泡沫砖和第一坝体混凝土包覆层；所述第一坝体混凝土包覆层包覆在所述第一坝体泡沫砖的外表面上。6.根据权利要求1所述的地下水库坝体，其特征在于，所述第二坝体包括依次拼接的多块第二坝体模块；在任意相邻的两块所述第二坝体模块之间形成有一条第二坝体注浆孔；在所述第二坝体注浆孔中填充有所述密封连接体。7.根据权利要求6所述的地下水库坝体，其特征在于，多条所述第二坝体注浆孔分别与多条所述第一坝体注浆孔相应对齐。8.根据权利要求7所述的地下水库坝体，其特征在于，所述第二坝体模块的端部与所述第一坝体模块接触。9.根据权利要求6所述的地下水库坝体，其特征在于，所述第二坝体模块为六面体；所述第二坝体模块包括四条第二坝体模块长边，所述第二坝体模块长边沿着从所述第一坝体至所述第二坝体的方向延伸；在每条所述第二坝体模块长边上都设置有第二坝体输浆槽，所述第二坝体输浆槽沿着从所述第一坝体至所述第二坝体的方向延伸；在依次拼接的多块所述第二坝体模块中相邻的四条所述第二坝体输浆槽拼接成一条所述第二坝体注浆孔。10.根据权利要求1-9中任一项所述的地下水库坝体，其特征在于，所述第二坝体模块包括第二坝体泡沫砖和第二坝体混凝土包覆层；所述第二坝体混凝土包覆层包覆在所述第二坝体泡沫砖的外表面上。11.根据权利要求1所述的地下水库坝体，其特征在于，所述第三坝体包括靠近所述水库主体侧的内侧坝体和靠近所述第二坝体侧的外侧坝体；所述外侧坝体与所述内侧坝体拼接在一起；在所述外侧坝体上形成有外侧坝体注浆孔，所述外侧坝体注浆孔沿着从所述外侧坝体至所述内侧坝体的方向延伸；在所述内侧坝体上形成有与所述外侧坝体注浆孔连通的内侧坝体注浆槽，所述内侧坝体注浆槽的两端开口分别朝向两侧的所述煤柱坝体；在所述外侧坝体注浆孔和所述内侧坝体注浆槽中填充有所述密封连接体；在所述第三坝体与所述煤柱坝体之间浇筑有所述密封连接体。12.根据权利要求11所述的地下水库坝体，其特征在于，所述外侧坝体包括依次拼接的多块外侧坝体模块；在任意相邻的两块所述外侧坝体模块之间形成有一条所述外侧坝体注浆孔；所述内侧坝体包括依次拼接的多块内侧坝体模块；在任意相邻的两块所述内侧坝体模块之间形成有一条所述内侧坝体注浆槽；靠近所述外侧坝体侧的所述内侧坝体注浆槽与所述外侧坝体注浆孔连通。13.根据权利要求12所述的地下水库坝体，其特征在于，所述外侧坝体模块为六面体；所述外侧坝体模块包括四条外侧坝体模块长边，所述外侧坝体模块长边沿着从所述外侧坝体至所述内侧坝体的方向延伸；在每条所述外侧坝体模块长边上都设置有外侧坝体输浆槽，所述外侧坝体输浆槽沿着从所述外侧坝体至所述内侧坝体的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐会军，方杰，王军，李鹏，刘新杰，冯飞胜，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，神华神东煤炭集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11