一种应用于煤矿地下水库的人工坝体制造技术

一种应用于煤矿地下水库的人工坝体，用于采矿工程、工程地质、水文地质、水利工程和环境工程相关领域。包括卸压墙、支撑梁、隔水墙、侧帮坝、监测系统，所述隔水墙与侧帮坝相连，所述隔水墙与卸压墙相连，所述卸压墙与支撑梁相连，所述支撑梁与隔水墙相连，所述监测系统中各传感器均与隔水墙相连；主要用于煤矿地下水库的封闭和连接区段保安煤柱，与传统煤矿地下水库人工坝体相比本发明专利技术通过卸压墙和隔水墙改变了坝体受力结构，增强了坝体的强度，并且在隔水墙上安装有传感器能够实时监测煤矿地下水库水位和水库所受压力情况，可有效预防水库中水流外溢引发的安全事故。库中水流外溢引发的安全事故。库中水流外溢引发的安全事故。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于煤矿地下水库的人工坝体


[0001]本专利技术属于采矿工程、工程地质、水文地质、水利工程和环境工程相关领域，特别是涉及一种应用于煤矿地下水库的人工坝体。

技术介绍

[0002]根据中国工程院研究指出，到2030年我国煤炭仍占一次能源消耗的50%以上，我国西部地区是煤炭主产区，产量占全国煤炭产量的70%，然而水资源只占全国水资源的4%左右。随着我国开采煤炭的战略西移，将来煤炭开采与水资源短缺的矛盾将进一步加剧。
[0003]据此，提出了建立煤矿地下水库的设想即利用煤炭开采形成的采空区岩体空隙储孔，将安全煤柱用人工坝体连接形成水库坝体，同时建设矿井水入库设施和取水设施，充分利用采空区岩体对矿井水的自然净化作用，建设煤矿地下水库工程。该技术突破了原有“堵截法”保水理念，采用“导储用”思路，将矿井水疏导至井下采空区进行储存和利用，避免了外排蒸发损失、地面水处理厂建设和运行成本高以及西部煤炭规模化开采产生的裂隙场，破坏了原有的地下水系统，产生大量矿井水等问题，为保障煤矿安全，解决将大量矿井水外排地表蒸发损失的问题，提出了“导储用”为核心的煤矿地下水库地下水保护利用理念，研究开发了涵盖煤矿地下水库设计、建设和运行的技术体系工程实践表明，煤矿地下水库是充分利用地下自然空间和自然力储存和净化矿井水的安全、低成本、规模化的储水技术，为西部地区煤炭开采地下水资源保护利用提供了有效技术支撑。
[0004]但是地下水库人工坝体若构筑在大采深矿井或矿山压力集中的采空区，则会导致人工坝体碎裂甚至破坏，进一步导致煤矿地下水库水渗出或流至附近岩层内。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种应用于煤矿地下水库的人工坝体，该坝体能够显著降低人工坝体采空区一侧水压力和上覆岩层矿山压力。使用智能水位监测装置，实时监控水位，并在水位过高时自动调节水位。且具有位移监测设备能实时监测坝体在水压力和矿山压力作用下的各向位移。压力监测装置能实时监测坝体所受压力。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于煤矿地下水库的人工坝体，其特征在于包括卸压墙、支撑梁、隔水墙、侧帮坝、监测系统；所述装置砌于区段保安煤柱之中的联络巷中间；所述监测系统包括位移监测装置、水位监测装置、压力监测装置，所述位移监测装置包括位移传感器、连接数据传输线，所述位移传感器与隔水墙相连，所述位移传感器与数据传输线相连，所述数据传输线与电脑相连，所述水位监测装置包括水位传感器和数据传输线，所述水位传感器与数据传输线相连，所述水位传感器与隔水墙相连，所述数据传输线与电脑相连，所述压力监测装置包括压力传感器、连接数据传输线，所述压力传感器与隔水墙相连，所述压力传感器与数据传输线相连，所述数据传输线与电脑相连，所述隔水墙与侧帮坝相连，所述隔水墙与卸压墙相连，所述卸压墙与支撑梁相连，所述支撑梁与隔水墙相连。
[0007]所述人工坝体连接为一整体固装在区段保安煤柱之间的联络巷中央。
[0008]所述支撑梁支撑梁为钢梁。
[0009]所述位移监测装置固装于隔水墙上紧贴于侧帮坝左侧，用于监测人工坝体的位移量；所述压力监测装置紧贴于位移监测装置右边，用于监测坝体所受压力；所述水位监测装置固装于隔水墙上紧贴于侧帮坝右侧，用于监测煤矿地下水库水位。
[0010]所述隔水墙为混凝土半圆墙。
[0011]所述卸压墙为长方体混凝土墙，底部穿有圆孔供数据传输线通过，安装有渗水阀门。
[0012]所述侧帮坝为长方体混凝土墙。
[0013]本专利技术的有益效果：该装置能够有效应对煤矿地下水库储水时复杂矿山压力和水压对人工坝体的冲击作用,通过工学原理进一步降低压力在人工坝体上的显现，通过智能传感器进一步监测水位、压力和位移,坝体隔水墙装有侧帮坝能将周边压力集中于隔水墙上。坝体结构完整,安装简单,数据可视，砌装在区段保安煤柱之间的联络巷中央，通过力学原理与智能监测技术相结合，极大增强了煤矿地下水库人工坝体的可靠性和科学性。采用半圆环状隔水墙，抵抗压力大，且可以智能调整压力，且解决了传统坝体无法监测水位和压力的问题。且具有位移监测设备、水位监测设备、压力监测设备，对水库整体情况进行实时监测,可以对矿山压力、位移变化、水压、水位变化等,进行实时监测。传感器外都以混凝土包裹，防止在复杂应力作用下传感器偏移或损坏。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的一种煤矿地下水库的人工坝体正视图。
[0015]图2为本专利技术的一种煤矿地下水库的人工坝体俯视图。
[0016]图中，1
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卸压墙；2
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隔水墙；3
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侧帮坝；4
‑
导线孔；5
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支撑梁；6
‑
位移监测装置；7
‑
压力监测装置；8
‑
水位监测装置；9
‑
数据传输线；10
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电脑；11
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渗水阀门。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。
[0018]如图1、2所示，一种煤矿地下水库的人工坝体，包括卸压墙1、隔水墙2、侧帮坝3、导线孔4、支撑梁5、位移监测装置6、压力监测装置7、水位监测装置8、数据传输线9、电脑10、渗水阀门11；所述隔水墙2砌在卸压墙1上；所述位移监测装置6包括位移传感器和数据传输线9，所述压力监测装置7包括压力传感器和数据传输线9，所述水位监测装置7包括水位传感器和数据传输线9，所述位移监测装置6包括位移传感器和数据传输线相连，所述侧帮坝3砌在隔水墙2上，所述隔水墙2上穿有导线孔4，所述卸压墙1上穿有导线孔4；所述位移监测装置6固装在隔水墙2上，所述水位监测装置8固装在隔水墙2上，所述压力监测装置7固装在隔水墙2上；所述卸压墙1与支撑梁5相连；所述支撑梁5与隔水墙2相连，所述数据传输线9均穿过隔水墙2上的导线孔4与卸压墙1上的导线孔4连接电脑10，所述渗水阀门11安装于卸压墙1底部。
[0019]所述人工坝体连接为一整体固装在区段保护煤柱的联络巷中间位置。
[0020]所述支撑梁5为1.4m
×
3m
×
0.04m的钢梁。
[0021]所述位移监测装置6固装于隔水墙2上紧贴于侧帮坝3左侧，距隔水墙2中心线垂直距离为1m，所述位移监测装置6中包含的位移传感器型号为YT
‑
DG
‑
0600，为截面0.1m边长的正三角形，高3m的三棱柱。
[0022]所述压力监测装置7紧贴于位移监测装置6右边，压力监测装置7中包含的压力传感器型号为JY
‑
P300,为截面0.1m边长的正方形，高3m的长方体。
[0023]所述水位监测装置8固装于隔水墙2上紧贴于侧帮坝3右侧，水位监测装置8中包含的水位传感器型号为KNF
‑
130，为截面0.1m边长的正方形，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于煤矿地下水库的人工坝体，其特征在于：包括卸压墙（1）、隔水墙（2）、侧帮坝（3）、导线孔（4）、支撑梁（5）、位移监测装置（6）、压力监测装置（7）、水位监测装置（8）、数据传输线（9）、电脑（10）；所述隔水墙（2）砌在卸压墙（1）上；所述位移监测装置（6）包括位移传感器和数据传输线（9），所述压力监测装置（7）包括压力传感器和数据传输线（9），所述水位监测装置（8）包括水位传感器和数据传输线（9）；所述侧帮坝（3）砌在隔水墙（2）上；所述隔水墙（2）上穿有导线孔（4）；所述卸压墙（1）上穿有导线孔（4）；所述位移监测装置（6）固装在隔水墙（2）上，所述水位监测装置（8）固装在隔水墙（2）上，所述压力监测装置（7）固装在隔水墙（2）上；所述卸压墙（1）与支撑梁（5）相连；所述支撑梁（5）与隔水墙（2）相连，所述数据传输线（9）均穿过隔水墙（2）上的导线孔（4）与卸压墙（1）上的导线孔（4）连接电脑（10）。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪北方，张晶，刘亚辉，蒋嘉祺，周铎，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：