用于密闭墙的管道的密封方法及密闭系统

技术领域

本发明涉及井下密闭墙，更具体地，涉及一种用于密闭墙的管道的密封方法及密闭系统。

背景技术

在煤炭开采过程中，为使采空区与在用巷道隔离开来，施工人员需要在与采空区相通的巷道或联巷内建造密闭墙。密闭墙具有隔离和封闭作用，密闭墙可以防止采空区内的有毒气体等进入到在用巷道。

图1为现有技术中井下密闭墙的管道安装示意图。图2为图1所示的井下密闭墙的A-A剖面示意图。如图1和图2所示，密闭墙1＇能够隔离采空区和在用巷道，密闭墙1＇上安装有各种管道2＇。管道2＇使用直管制作，能够贯穿密闭墙1＇，来连通采空区和在用巷道，以便进行采样等操作。

管道2＇通常使用闸阀密封，并使用黄油对闸阀与管道连接处进行密封。但是密封效果并不理想。闸阀的垫片容易出现老化，黄油封堵效果也不理想，导致管道2＇与闸阀连接处的漏气更加严重。当密闭墙1＇的顶部受到较大压力时，对于靠近顶部设置的管道2＇与密闭墙1＇的接触面会受到较大的挤压力，造成墙体可能存在裂隙，甚至扩大为漏风通道，破坏密闭墙1＇的密封效果。

另外，管道2＇压设在密闭墙1＇的内部，管道2＇与密闭墙1＇的接触面很难达到彻底密封，在密闭墙1＇两侧的压力差作用下，很容易在管道2＇外侧与密闭墙1＇之间形成环绕直管的漏风通道，进一步影响密闭墙1＇的密封效果。

因此，需要一种用于密闭墙的管道的密封方法及密闭系统，来解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种用于密闭墙的管道的密封方法及密闭系统，能够为管道提供良好的密封性，根据进孔和出孔所处位置，来改变管道形状，避免靠近顶部设置的管道与密闭墙的接触面在受到顶部较大压力时形成裂隙，影响密闭效果；另外，还可以降低漏风率。

基于上述目的本发明提供的一种用于密闭墙的管道的密封方法，至少包括如下步骤：

(1)在所述密闭墙的内墙上设置进孔；在所述密闭墙的外墙上设置出孔；所述进孔的位置高于所述出孔的位置；

(2)在所述内墙和所述外墙之间设置有通道，所述通道连通所述进孔和所述出孔；

(3)将所述管道安装到所述通道内，所述管道的两端分别从所述进孔和所述出孔伸出到所述密闭墙的外部；

(4)在从所述出孔伸出的所述管道的端部上连接存水管，向所述存水管内注水，用于对所述管道进行水密封。

优选地，步骤(4)还包括：将所述存水管设置在存水池中，向所述存水池注水，并淹没所述存水管以及所述出孔。

优选地，所述存水池与所述密闭墙共用所述密闭墙的所述外墙。

另外，优选地，步骤(4)还包括：在所述存水管上设置阀门，所述阀门开启或关闭能够控制所述存水管的接通或切断。

本发明还提供的一种密闭系统，包括：

存水池；

密闭墙，所述密闭墙上设置有至少一条贯穿所述密闭墙的管道，并使用上述的用于密闭墙的管道的密封方法对所述管道进行密封。

优选地，所述密闭墙包括内墙、中墙、填充层和外墙。

优选地，所述管道包括：措施管，所述措施管的两端分别从第一进孔和第一出孔伸出到所述密闭墙的外部，所述第一进孔距离所述密闭墙的顶板0.3～0.5m，所述第一出孔距离所述密闭墙的底板0.3～0.5m。

优选地，观测管，所述观测管的两端分别从第二进孔和第二出孔伸 出到所述密闭墙的外部，所述第二进孔所在位置不低于所述第一进孔的所在位置，所述第二出孔距离所述密闭墙的底板0.3～0.5m。

优选地，所述管道还包括：导水管，所述导水管的两端分别从第三进孔和第三出孔伸出到所述密闭墙的外部，所述第三进孔距离所述密闭墙的底板0.35～0.55m，所述第三出孔距离所述密闭墙的底板0.3～0.5m。

另外，优选地，所述第一出孔、所述第二出孔和所述第三出孔三者的轴线位于同一水平高度。

从上面所述可以看出，本发明提供的用于密闭墙的管道的密封方法及密闭系统，与现有技术相比，具有以下优点：其一，在管道上增设存水管，用水对管道进行密封，来为管道提供良好的密封效果；其二，根据进孔和出孔所处位置，来改变管道形状以及在密闭墙内的位置，管道的两端位于密闭墙的不同竖直高度上，管道进入密闭墙后可以向密闭墙的底部延伸，使得管道的延伸方向不再位于同一水平高度上，而是在密闭墙的不同竖直高度分布，避免靠近顶部设置的管道与密闭墙的接触面在受到顶部较大压力时形成裂隙，影响密闭效果。

附图说明

通过下面结合附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1为现有技术中井下密闭墙的管道安装示意图。

图2为图1所示的井下密闭墙的A-A剖面示意图。

图3为本发明具体实施例中采用的密闭系统的示意图。

图4为图3所示的密闭墙的外墙上管道分布的示意图。

图5为图3所示的密闭系统的立体示意图。

其中附图标记：

1＇：内墙体； 2＇：管道；

1：内墙； 2：中墙； 3：填充层；

4：外墙； 5：存水池；

11：第一进孔； 12：第二进孔； 13：第三进孔；

21：第一出孔； 22：第二出孔； 23：第三出孔；

31：措施管； 32：观测管； 33：导水管；

41：第一存水管； 42：第二存水管； 43：第三存水管；

51：第一阀门； 52：第二阀门； 53：第三阀门。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

用于密闭墙的管道的密封方法至少包括如下步骤：

第一步是在密闭墙的内墙1(如图3所示)上设置进孔(例如第一进孔11、第二进孔12、第三进孔13)，内墙1是靠近采空区一侧的墙体；在密闭墙的外墙4(如图3所示)上设置出孔(例如第一出孔21、第二出孔22、第三出孔23)，外墙4是靠近在用巷道一侧的墙体；进孔的位置高于出孔的位置。

第二步是在内墙1和外墙4之间设置有通道，通道用于安装管道，通道连通进孔和出孔。

第三步是将管道(例如措施管31、观测管32、导水管33)安装到通道内，管道的两端分别从进孔和出孔伸出到密闭墙的外部。

第四步是在从出孔伸出的管道的端部上连接存水管，向存水管内注水，用于对管道进行水密封。

根据管道铺设的需要，可以在建造密闭墙的同时，预留出通道的位置，同时安装好管道。因进孔和出孔在竖直方向上存在高度差，管道进入密闭墙后需要向密闭墙的底部延伸，避免靠近顶部设置的管道与密闭墙的接触面在受到顶部较大压力时形成裂隙，影响密闭效果。同时，在管道出口端增设存水管，并使用水进行密封，可以提高管道的密封性。

进孔与出孔的尺寸与管道相匹配，进孔可以设置在密闭墙的内墙1的中上部，出孔可以设置在密闭墙的外墙4的下部。

通道与管道的尺寸和形状相匹配，以便管道能够为通道提供均匀的轴向固定力。

管道在密闭墙上的伸出距离通常为300mm。其中，管道从内墙1的进孔伸出的一端为管道的进口端，从外墙4的出孔伸出的一端为管道的出口端。

优选地，步骤(4)还包括：将存水管设置在存水池5(如图5所示)中，向存水池5注水，注水高度高于存水管的管口的高度和高于密闭墙上的出口高度，以便能够淹没存水管以及出孔。存水管的管口与出孔淹没在存水池的水中，存水管通过水封可以密封管道，避免管道发生漏气；同时还可以避免出孔处发生漏气，进一步提高管道及密闭墙的密封性。

即使管道外侧通道存在漏风的现象，存水池内的水能够淹没出孔，对有害气体实现水封作用和稀释作用，可以避免有害气体内直接进入到在用巷道；采空区气体能够通过通道进入存水池，会产生大量的起泡，来提示操作人员密闭墙内已经形成漏风通道，以便及时处理出孔及填充漏风通道来进行补救。

优选地，存水池5与密闭墙共用密闭墙的外墙4，存水池5的高度通常为1m，外墙4作为共用墙体，可以节约建设成本。

优选地，步骤(4)还包括：在存水管上设置阀门，阀门可以设置在存水管的底部，阀门开启或关闭能够控制存水管的接通或切断。增加阀门密封，可以对管道实现双重密封，来提高管道的密封效果。

本发明还提供一种密闭系统。

图3为本发明具体实施例中采用的密闭系统的示意图。图4为图3所示的密闭墙的外墙上管道分布的示意图。图5为图3所示的密闭系统的立体示意图。如图3至5所示，密闭系统包括：存水池5和密闭墙。

存水池5用于盛水，以便对密封墙的管道及出孔实现密封。密闭墙上设置有至少一条贯穿密闭墙的管道，并使用上述的用于密闭墙的管道的密封方法对管道进行密封。

使用密闭系统来隔绝采空区和在用通道，可以提供良好的密封性和隔离性，对管道进行有效密封，同时不影响管道的正常使用；还可以对密闭墙的出孔进行有效密封，避免密闭墙内的漏风通道影响密闭墙的隔离效果。

存水池5内水的高度至少高于密闭墙上出孔所在高度，以便对出孔进行密封。

存水管可以设置在存水池5中，存水管5与管道连通，存水池5内的存水用于密封存水管，以便对管道实现密封。

优选地，密闭墙包括内墙1、中墙2、填充层3和外墙4。在本实施例中，从采空区到在用巷道，按照内墙1、中墙2、填充层3和外墙4的顺序依次排布。内墙1为砖墙，内墙1的厚度为0.5m；中墙2为混凝土墙，中墙2的厚度为1m；填充层3为黄土填充层，填充层3的厚度为1m；外墙4为砖墙，外墙4的厚度为0.75m。多层墙体组成的密闭墙能够提供良好的隔绝作用；混凝土墙和黄土填充层可以无间隙地贴合在管道上，避免形成漏风通道；多层墙体逐层建造，能够为管道和通道的铺设提供便利。

优选地，管道包括：措施管31，措施管31的两端分别从第一进孔11和第一出孔21伸出，第一进孔11距离密闭墙的顶板0.3～0.5m，第一出孔21距离密闭墙的底板0.3～0.5m，措施管31能够向采空区输送灭火材料或惰性气体等，以便保证在用巷道的安全性。

在本实施例中，措施管31包括进口管段、倾斜管段和水平管段，进口管段采用水平管制作，距离密闭墙的顶板0.3m，水平管的一端从进孔伸出，水平管的另一端与倾斜管段的一端通过弯头焊接连接，倾斜管段向下延伸至距离底板0.3m，倾斜管段的另一端通过弯头与水平管段的一端焊接连接，水平管段距离密闭墙的底板0.3m，水平管段的另一端从出孔伸出，并焊接连接存水管。

措施管的管径为大于或等于100mm，以便能够快速完成运输。

优选地，管道还包括：观测管32，观测管32的两端分别从第二进孔12和第二出孔22伸出，第二进孔12所在位置不低于第一进孔11的所在 位置，第二出孔22距离密闭墙的底板0.3～0.5m。观测管32能够对采空区的气体进行采样，来观察采空区的温度、湿度等参数，以便及时掌握在用巷道的环境参数。通过设置第一进孔11和第二进孔12的位置，可以避免从第一进孔11流出的物料(例如泥浆)进入到第二进孔12，影响第二进孔12的正常使用。

在本实施例中，观测管32包括进口管段、竖直管段和水平管段，进口管段采用水平管制作，进口管段距离密闭墙的定板0.3m，水平管的一端从进孔伸出，水平管的另一端与竖直管段的一端通过弯头焊接连接，竖直管段竖直向下延伸至距离底板0.3m，竖直管段的另一端通过弯头与水平管段的一端焊接连接，水平管段距离密闭墙的底板0.3m，水平管段的另一端从出孔伸出，并焊接连接存水管。

观测管的管径为大于或等于25mm，以便操作人员进行观测操作。

优选地，管道还包括：导水管33，导水管33的两端分别从第三进孔13和第三出孔23伸出，第三进孔13距离密闭墙的底板0.35～0.55m，第三出孔23距离密闭墙的底板0.3～0.5m。导水管33能够将采空区内的水导出，避免在用巷道发生积水等问题。

在本实施例中，导水管33包括进口管段、竖直管段和水平管段，进口管段采用水平管制作，距离密闭墙的底板0.35m，水平管的一端从进孔伸出，水平管的另一端与竖直管段的一端通过弯头焊接连接，竖直管段竖直向下延伸至距离底板0.3m，竖直管段的另一端通过弯头与水平管段的一端焊接连接，水平管段距离密闭墙的底板0.3m，水平管段的另一端从出孔伸出，并焊接连接存水管。

导水管33的管径为大于或等于100mm，以便能够快速完成输水作业。

优选地，第一出孔21、第二出孔22和第三出孔23三者的轴线位于同一水平高度，以便共用同一个存水池5。

在本实施例中，密闭墙内设置有三根管道，从左到右(如图4所示)依次为导水管33、观测管32和措施管31。导水管33和观测管32水平间距相对较小，都靠近密闭墙的左端；措施管31靠近密闭墙的右端，考虑到反水池5的尺寸设置，将措施管31通过倾斜管道引至观测管32的 右侧，措施管31、观测管32和导水管33三者的水平管段可以同时向密闭墙的外墙4延伸。对措施管31、观测管32和导水管33分别连接安装有第一阀门51的第一存水管41、第二阀门52的第二存水管42和第三阀门53的第三存水管43，以便能够同时实现水密封和阀门密封，提高各个管道的密封效果，以便提高在用巷道的安全性。

下面介绍密闭系统的使用过程，包括管道的密封过程和连通过程。

密封过程包括：首先，在措施管31、观测管32和导水管33的出口端依次安装第一存水管41、第二存水管42和第三存水管43；其次，关闭第一阀门51、第二阀门52和第三阀门53，对措施管31、观测管32和导水管33进行初步密封；再次，向第一存水管41、第二存水管42和第三存水管43内注水进行二次密封；最后，向存水池5内注水，淹没第一出孔21、第二出孔22和第三出孔23。

连通过程包括：首先，排空存水池5内的水；其次，排空第一存水管41、第二存水管42和第三存水管43内的水；最后，打开第一阀门51、第二阀门52和第三阀门53，进行相应操作。

从上面的描述和实践可知，本发明提供的用于密闭墙的管道的密封方法及密闭系统，与现有技术相比，具有以下优点：其一，在管道上增设存水管，用水对管路进行密封，可以为管道提供良好的密封效果；其二，根据进孔和出孔所处位置，来改变管道形状以及在密闭墙内的位置，管道的两端位于密闭墙的不同竖直高度上，管道进入密闭墙后可以向密闭墙的底部延伸，使得管道的延伸方向不再位于同一水平高度上，而是在密闭墙的不同竖直高度分布，避免靠近顶部设置的管道与密闭墙的接触面在受到顶部较大压力时形成裂隙，影响密闭效果。其三，密闭系统增设存水池，可以将存水管以及管道的出口以及密闭墙的出孔浸没在存水池内，避免管道连接处以及密闭墙的出孔处漏风，进一步提高密封效果。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的主旨之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。