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原文传递一种地下水库坝体及其构筑方法

专利名称：	一种地下水库坝体及其构筑方法
摘要：	本发明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。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	国家能源投资集团有限责任公司
发明人：	徐会军;方杰;王军;李鹏;刘新杰;冯飞胜
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-06T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201811483440.1
公开号：	CN109763456A
代理机构：	北京邦信阳专利商标代理有限公司
代理人：	张相升
分类号：	E02B3/10(2006.01);E;E02;E02B;E02B3
申请人地址：	100011 北京市东城区安外西滨河路22号
主权项：	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。 14.根据权利要求13所述的地下水库坝体，其特征在于，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。 15.根据权利要求12-14中任一项所述的地下水库坝体，其特征在于，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。 16.根据权利要求11所述的地下水库坝体，其特征在于，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。 17.根据权利要求16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外侧坝体接触。 18.根据权利要求1所述的地下水库坝体，其特征在于，在所述第一坝体的外侧布设有至少一层密封层。 19.一种对权利要求1-18中任一项所述的地下水库坝体的构筑方法，其特征在于，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。 20.根据权利要求19所述的构筑方法，其特征在于，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：将多块外侧坝体模块依次叠放形成外侧坝体，在相邻的两块外侧坝体模块之间形成有外侧坝体注浆孔，并使外侧坝体注浆孔与靠近外侧坝体侧的内侧坝体注浆槽连通；其中，外侧坝体注浆孔从外侧坝体向内侧坝体延伸； S213：通过注浆设备向外侧坝体注浆孔和与外侧坝体注浆孔相连的内侧坝体注浆槽内注入密封连接体浆液； S214：静置第二预设时间，在外侧坝体注浆孔和内侧坝体注浆槽中的密封连接体浆液转变为密封连接体，相邻的外侧坝体模块、相邻的内侧坝体模块和相邻的外侧坝体模块与内侧坝体模块通过密封连接体连接。 21.根据权利要求20所述的构筑方法，其特征在于，步骤S22还包括如下步骤： S221：将多块第二坝体模块依次叠放形成第二坝体，在任意相邻的两块第二坝体模块之间形成第二坝体注浆孔；其中，第二坝体注浆孔沿着从第一坝体至第三坝体的方向延伸，并使第二坝体注浆孔与第一坝体注浆孔对齐。步骤S23还包括如下步骤： S231：将多块第一坝体模块依次叠放形成第一坝体，在任意相邻的两块第一坝体模块之间形成第一坝体注浆孔；其中，第一坝体注浆孔沿着从第一坝体至第三坝体的方向延伸；步骤S24还包括如下步骤： S241：密封连接体浆液填充满第一坝体注浆孔和第二坝体注浆孔；步骤S25还包括如下步骤： S251：相邻的第一坝体模块、相邻的第二坝体模块和相邻的第一坝体模块与第二坝体模块通过密封连接体连接。 22.根据权利要求19所述的构筑方法，其特征在于，还包括如下步骤： S26：在第一坝体的外侧喷涂密封层。 23.根据权利要求21所述的构筑方法，其特征在于，在沿着从第三坝体至第一坝体的方向上，第三坝体、第二坝体和第一坝体的厚度之和 B为人工坝体的厚度，单位为m； η为侧压系数，侧压系数由公式η＝μ/(1-μ)得出，μ为泊松比； h为煤层厚度，单位为m； α为内摩擦角； K为集中系数； γ为岩层平均容重，22kN/m3； H为煤层埋深；单位为m； C为人工坝体与煤层顶底板间的黏聚力，单位为MPa； P为两侧的煤柱坝体对人工坝体的压力，单位为MPa。
所属类别：	发明专利