露天煤矿含水层水库防水控制装置

摘要

本发明提供一种露天煤矿含水层水库防水控制装置，包括多个防水模块，每一防水模块包括隔水单元和千斤顶组件。隔水单元包括防渗膜、固定支撑板和加压板；固定支撑板包括两块，两块固定支撑板相对设置在防渗膜两面以夹持防渗膜，防渗膜的第一边和第二边置于固定支撑板外侧，第一边和第二边为相对的两条边；加压板包括两块，每一加压板上均开设有容纳槽，两个容纳槽的槽底相对设置，防渗膜的第一边或第二边的边缘位于两个槽底之间；千斤顶组件包括两个千斤顶，两个千斤顶相对地设置于两个容纳槽中；千斤顶的两端分别与容纳槽的槽底内壁和防水控制装置中的设定位置相抵。通过本发明的上述方案，能够保证多块防渗膜的拼接接口处的密封性，并且提高了拼接效率。

权利要求

1.一种露天煤矿含水层水库防水控制装置，其特征在于，包括多个防水模块，每一防水模块包括隔水单元和千斤顶组件，其中：所述隔水单元包括防渗膜、固定支撑板和加压板；所述固定支撑板包括两块，两块所述固定支撑板相对设置在防渗膜两面以夹持所述防渗膜，所述防渗膜的第一边和第二边置于所述固定支撑板外侧，所述第一边和所述第二边为相对的两条边；所述加压板包括两块，每一所述加压板上均开设有容纳槽，两个容纳槽的槽底相对设置，所述防渗膜的第一边或第二边的边缘位于两个所述槽底之间；

所述千斤顶组件包括两个千斤顶，两个所述千斤顶相对地设置于两个所述容纳槽中；

所述千斤顶的两端分别与所述容纳槽的槽底内壁和防水控制装置中的设定位置相抵；

所述千斤顶包括伸缩部、第一滑动部和第二滑动部；所述第一滑动部和所述第二滑动部分别固定于所述伸缩部的两端；所述第一滑动部包括底板和设置于所述底板外侧的第一滑轮组；所述第二滑动部包括顶板和设置于所述顶板外侧的第二滑轮组；所述底板外侧为背离所述防渗膜的一侧，所述顶板外侧为靠近所述防渗膜的一侧;露天煤矿含水层水库防水控制装置还包括注浆管和挡板：

所述挡板设置于所述千斤顶与掏槽底板之间；所述伸缩部和所述挡板上开设有适于所述注浆管贯穿的通孔；

所述注浆管的进口与浆源连接，所述注浆管的出口依次穿过所述伸缩部和所述挡板伸入所述挡板与所述掏槽底板之间。

2.根据权利要求1所述的露天煤矿含水层水库防水控制装置，其特征在于：位于所述防渗膜同一面的固定支撑板和加压板无缝拼接。

3.根据权利要求2所述的露天煤矿含水层水库防水控制装置，其特征在于：所述固定支撑板包括板架和设置于所述板架两侧的夹板；所述板架两侧边缘向所述防渗膜方向成型有连接板，所述连接板垂直于所述板架；所述夹板与所述连接板固定连接且平行于所述防渗膜方向设置；所述连接板与所述夹板的连接处位于所述夹板的中部；所述防渗膜的第一边和第二边被所述夹板夹持。

4.根据权利要求3所述的露天煤矿含水层水库防水控制装置，其特征在于：所述夹板的内侧面设置有密封材料。

5.根据权利要求4所述的露天煤矿含水层水库防水控制装置，其特征在于：所述密封材料为塑胶。

6.根据权利要求1-5任一项所述的露天煤矿含水层水库防水控制装置，其特征在于：所述固定支撑板的长度为4700mm；相对的两块固定支撑板之间形成200mm×200mm的空腔。

7.根据权利要求6所述的露天煤矿含水层水库防水控制装置，其特征在于：所述防渗膜的第一边和第二边在所述固定支撑板外的长度均为250mm；所述加压板，其容纳槽开口两边的槽沿部分宽度均为50mm，其容纳槽的槽底宽度为200mm。

8.根据权利要求7所述的露天煤矿含水层水库防水控制装置，其特征在于：所述空腔内部充满浆体。

说明书

露天煤矿含水层水库防水控制装置

技术领域

[0001] 本发明涉及地下水保护技术领域，具体涉及一种露天煤矿含水层水库防水控制装置。

背景技术

[0002] 目前采煤过程中在煤矿或井下采用帷幕隔水以保护水资源。目前露天矿周围帷幕隔水最主要的问题是防渗性能得不到保证，传统的止水帷幕采用的是水泥注浆等方式，当
止水帷幕外水位较高、水压较大时，经常会发生渗水现象，抗渗效果不佳；针对抗渗效果不
佳的难题，虽然可以通过在其中设置隔水膜的方式来解决，但是由于隔水膜的制备工艺限
制，其宽度只能达到五米。但是帷幕的长度一般都是在两千米以上，此时就需要几百块的隔
水膜进行拼接才能实现，拼接过程需要专业人员操作，耗费人力物力，而且拼接处的防渗效
果无法得到保证，存在渗漏的可能性。

发明内容

[0003] 本发明旨在解决现有技术中地下水隔水膜拼接过程存在的防渗效果差的问题，进而提供一种露天煤矿含水层水库防水控制装置。

[0004] 为此，本发明提供一种露天煤矿含水层水库防水控制装置，包括多个防水模块，每一防水模块包括隔水单元和千斤顶组件，其中：

[0005] 所述隔水单元包括防渗膜、固定支撑板和加压板；所述固定支撑板包括两块，两块所述固定支撑板相对设置在防渗膜两面以夹持所述防渗膜，所述防渗膜的第一边和第二边
置于所述固定支撑板外侧，所述第一边和所述第二边为相对的两条边；所述加压板包括两
块，每一所述加压板上均开设有容纳槽，两个容纳槽的槽底相对设置，所述防渗膜的第一边
或第二边的边缘位于两个所述槽底之间；

[0006] 所述千斤顶组件包括两个千斤顶，两个所述千斤顶相对地设置于两个所述容纳槽中；所述千斤顶的两端分别与所述容纳槽的槽底内壁和防水控制装置中的设定位置相抵。

[0007] 可选地，上述的露天煤矿含水层水库防水控制装置中，位于所述防渗膜同一面的固定支撑板和加压板无缝拼接。

[0008] 可选地，上述的露天煤矿含水层水库防水控制装置中，所述固定支撑板包括板架和设置于所述板架两侧的夹板；所述板架两侧边缘向所述防渗膜方向成型有连接板，所述
连接板垂直于所述板架；所述夹板与所述连接板固定连接且平行于所述防渗膜方向设置；
所述连接板与所述夹板的连接处位于所述夹板的中部；所述防渗膜的第一边和第二边被所
述夹板夹持。

[0009] 可选地，上述的露天煤矿含水层水库防水控制装置中，所述夹板的内侧面设置有密封材料。

[0010] 可选地，上述的露天煤矿含水层水库防水控制装置中，所述密封材料为塑胶。

[0011] 可选地，上述的露天煤矿含水层水库防水控制装置中，所述固定支撑板的长度为4700mm；相对的两块固定支撑板之间形成200mm×200mm的空腔。

[0012] 可选地，上述的露天煤矿含水层水库防水控制装置中，所述防渗膜的第一边和第二边在所述固定支撑板外的长度均为250mm；

[0013] 所述加压板，其容纳槽开口两边的槽沿部分宽度均为50mm，其容纳槽的槽底宽度为200mm。

[0014] 可选地，上述的露天煤矿含水层水库防水控制装置中，所述空腔内部充满浆体。

[0015] 可选地，上述的露天煤矿含水层水库防水控制装置中，所述千斤顶包括伸缩部、第一滑动部和第二滑动部；所述第一滑动部和所述第二滑动部分别固定于所述伸缩部的两
端；所述第一滑动部包括底板和设置于所述底板外侧的第一滑轮组；所述第二滑轮部包括
顶板和设置于所述第二顶板外侧的第二滑轮组；所述底板外侧和所述顶板外侧为背离所述
防渗膜的一侧。

[0016] 可选地，上述的露天煤矿含水层水库防水控制装置中，还包括注浆管和挡板：

[0017] 所述挡板设置于所述千斤顶与掏槽底板之间；

[0018] 所述伸缩部和所述挡板上开设有适于所述注浆管贯穿的通孔；

[0019] 所述注浆管的进口与浆源连接，所述注浆管的出口依次穿过所述伸缩部和所述挡板伸入所述挡板与所述掏槽底板之间。

[0020] 本发明提供的以上技术方案，与现有技术相比，至少具有如下有益效果：

[0021] 本发明提供的露天煤矿含水层水库防水控制装置，采用固定支撑板将防渗膜夹持住，并且防渗膜的两侧能够延伸至固定支撑板之外，而防渗膜延伸至固定支撑板之外的部
分通过千斤顶和加压板固定，也即两块防渗膜进行拼接时，其中一块防渗膜的第一边和另
一块防渗膜的第二边均可置于加压板之间，通过加压板压紧，由此实现两块防渗膜的密封
拼接。通过本发明的上述方案，能够保证多块防渗膜的拼接接口处的密封性，并且操作十分
简便，对操作人员的要求低，极大地节约了人力物力，提高了拼接效率。

附图说明

[0022] 图1是本发明一个实施例所述露天煤矿含水层水库防水控制装置的结构示意图；

[0023] 图2是本发明一个实施例所述千斤顶与加压板的配合关系的横截面示意图；

[0024] 图3是本发明一个实施例所述加压板的横截面示意图；

[0025] 图4是本发明另一个实施例所述隔水单元的横截面结构示意图；

[0026] 图5是本发明一个实施例所述夹板的正面结构示意图；

[0027] 图6是本发明一个实施例所述千斤顶注浆过程的截面示意图。

具体实施方式

[0028] 下面将结合本实施例中附图，对本发明中的技术方案进行示例描述。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简
化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和
操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

[0029] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本
发明中的具体含义。

[0030] 实施例1

[0031] 本实施例提供一种露天煤矿含水层水库防水控制装置，包括多个防水模块，每一防水模块包括隔水单元和千斤顶组件。其中，如图1和图2所示，所述隔水单元包括防渗膜
101、固定支撑板102和加压板103；所述固定支撑板102包括两块，两块所述固定支撑板102
相对设置在防渗膜101两面以夹持所述防渗膜101，所述防渗膜101的第一边和第二边置于
所述固定支撑板102外侧，所述第一边和所述第二边为相对的两条边；参看图2，所述加压板
103包括两块，每一所述加压板103上均开设有容纳槽，两个容纳槽的槽底相对设置，所述防
渗膜101的第一边或第二边的边缘位于两个所述槽底之间；所述千斤顶组件包括两个千斤
顶104，两个所述千斤顶104相对地设置于两个所述容纳槽中；所述千斤顶104的两端分别与
所述容纳槽的槽底内壁和防水控制装置中的设定位置相抵。

[0032] 本实施例中的露天煤矿含水层水库防水控制装置，最终需要设置在煤矿的地下，在设置过程中，会现在地下开设掏槽，将防水控制装置设置在掏槽内部，为了保证防水控制
装置与掏槽槽壁之间的稳定性，可以在防水控制装置外部设置墙板，墙板紧贴掏槽内壁设
置，防水控制装置中的千斤顶可以直接与墙板相抵接。

[0033] 如果掏槽的长度为几千米，而防渗膜只能够制备成5米宽度，则需要将防渗膜进行拼接，拼接时可参考图2，当前防渗模块中的防渗膜的一边和相邻防渗模块中的防渗膜的一
边均被两个加压板施加压力，千斤顶一边与墙板相抵，另一边与容纳槽槽底相抵，两个千斤
顶均向容纳槽槽底施加压力，从而保证两块加压板能够夹紧两块防渗膜的拼接处，保证拼
接处的密封性。

[0034] 本实施例上述方案中，千斤顶可以为一对也可以为多对，多对千斤顶可以沿着掏槽深度方向并列设置于容纳槽内，例如当掏槽深度为10米时，可以在竖直方向上设置四对
千斤顶，不同千斤顶之间的距离为2.5米左右。

[0035] 如图3所示为加压板的横截面示意图，其中包括容纳槽301，容纳槽的槽沿303向外延伸，槽底302为一平面，具体实现时可以采用多块钢板焊接而成。结合图1，槽沿303与固定支撑板102无缝拼接在一起，可以采用焊接的方式实现。

[0036] 以上方案中，所述固定支撑板102可以为一块平整的钢板，也可以采用如图4所示的结构实现。所述固定支撑板包括板架401和设置于所述板架两侧的夹板403；所述板架401
两侧边缘向所述防渗膜101方向成型有连接板402，所述连接板402垂直于所述板架401；所
述夹板403与所述连接板402固定连接且平行于所述防渗膜101方向设置；所述连接板402与
所述夹板403的连接处位于所述夹板403的中部；所述防渗膜101的第一边和第二边被所述
夹板403夹持。如图所示，在相对设置的两加班403之间具有缝隙，防渗膜101可穿过缝隙被
夹板403夹持。如图5所示，为夹板的正面示意图，其包括钢板41和设置在钢板41内侧的密封
材料42，密封材料42可以完全铺设在钢板41的表面，也可以如图所示仅设置在钢板41的边
缘处。优选地，所述密封材料42为塑胶。通过密封材料42与防渗膜101接触，能够进一步提高密封性能。

[0037] 以上方案中，各个部件的尺寸可选择为：所述固定支撑板102的长度为4700mm；相对的两块固定支撑板102之间形成200mm×200mm的空腔。所述防渗膜101的第一边和第二边
在所述固定支撑板102外的长度均为250mm；所述加压板103，其容纳槽开口两边的槽沿303
部分宽度均为50mm，其容纳槽的槽底302宽度为200mm，容纳槽的槽深选择为90mm，这样当两
个容纳槽相背对设置时，两个容纳槽的槽底之间所具有的间隙为20mm左右，恰好可以容纳
两层防渗膜(防渗膜的厚度为10mm)。另外，上述结构，为防渗膜预留的富裕空间较小，可以
保证防渗膜不会外区扭动或产生褶皱。因此，防渗膜101延伸在固定支撑板102外的部分刚
好能够延伸至容纳槽301的槽底，也即容纳槽301左侧的防渗膜的边缘能够延伸到容纳槽
301槽底的右边缘，容纳槽301右侧的防渗膜能够延伸到容纳槽301槽底的左边缘。通过加压
板103能够将左右两侧的防渗膜的边缘压紧，确保其密封性能。

[0038] 另外，在上述结构中的所述空腔内部充满浆体，因为上述装置最终会用于防水帷幕中，防水帷幕一般是通过注入水泥等浆体以形成帷幕墙，因此上述结构中的空腔中也注
入浆体，而防渗膜位于浆体内部，能够进一步提高帷幕墙的防渗能力。因此本方案还具有如
下效果，针对相同的防渗性能要求，采用本方案中带有防渗膜的帷幕墙比现有技术中的普
通帷幕墙能够用更少的浆体，大大降低了帷幕墙的厚度节约了浆体用量。

[0039] 实施例2

[0040] 本实施例提供的露天煤矿含水层水库防水控制装置，如图6所示，所述千斤顶包括伸缩部601、第一滑动部和第二滑动部；所述第一滑动部和所述第二滑动部分别固定于所述
伸缩部601的两端；所述第一滑动部包括底板604和设置于所述底板604外侧的第一滑轮组
605；所述第二滑轮部包括顶板602和设置于所述第二顶板602外侧的第二滑轮组603；所述
底板604外侧和所述顶板602外侧为背离所述防渗膜101的一侧。结合图1和图2，本方案中的
第一滑轮组605直接与掏槽内壁上设置的墙板相接触，第二滑轮组603与容纳槽的槽底302
相接触。该装置中，还可以包括注浆管607和挡板606，所述挡板606设置于所述千斤顶与掏
槽底板100之间；所述伸缩部601和所述挡板606上开设有适于所述注浆管607贯穿的通孔；
所述注浆管607的进口与浆源连接，所述注浆管607的出口依次穿过所述伸缩部601和所述
挡板606伸入所述挡板与所述掏槽底板100之间。本方案中，千斤顶的两端上都有滑轮，滑轮
旋转摩擦系数可以调整，可以保证注浆管607注浆的同时，浆液通过自身压力反推挡板606
往上移动，通过增加摩擦系数，就可以提高浆液压力，从而提高两个防渗膜之间的密实性，
同时千斤顶在挡板606往上移动的过程中，能够从掏槽底板移动到掏槽顶部，还可以执行回
收操作。也即，当没有注浆时，可以通过千斤顶与掏槽内壁以及容纳槽槽底相抵触的力量来
保证加压板的压力，当通过注浆采用浆液为加压板提供压力后，还可以将千斤顶回收。另
外，在注浆之前也可以在容纳槽内部附加注浆挡板，也即浆体可不直接与容纳槽的槽壁相
接触。

[0041] 如图，挡板606与容纳槽的内壁接触后保持水平，挡板606的尺寸可以为长*宽＝100mm*200mm，厚10mm；如前所述，当掏槽宽度为220mm时，规定支撑板的厚度为10mm，固定支撑板之间的空腔为200mm，因此两块固定支撑板所形成的厚度即为220mm，即两块固定支撑
板均可直接与掏槽内壁接触。

[0042] 本实施例提供的方案中，其具体施工过程可以包括如下步骤：

[0043] 步骤一：在地表安装好每一块防渗模块，保证防渗膜平整张开，使用两个对称的固定支撑板加持，可以采用外加固定件的形式对两块固定支撑板进行加固，例如通过几字形
卡子将两块固定支撑板固定在卡子内。

[0044] 步骤二：在地下开挖掏槽，掏槽宽度220mm；掏槽长度为5m为一个循环单元；

[0045] 步骤三：开挖2个循环单元后，将2个隔水单元分别放入两个循环单元中，隔水单元与循环单元两侧均为10mm；

[0046] 步骤四：调节千斤顶滑轮的摩擦系数，使阻力保持在200N以上，利用推杆将两个容纳槽中的千斤顶、挡板和注浆管推送到掏槽底部；

[0047] 步骤五：通过注浆管缓慢的注浆，注浆速度低于0.1m3/min，千斤顶在注浆过程中挡板606往上移动，从掏槽底部移动到掏槽顶端并且回收；

[0048] 步骤六：开始掏槽第三个循环单元，并重复步骤三到步骤五的动作。

[0049] 一直重复上述步骤一至步骤六的动作，直到满足水库对于防水帷幕长度的需求。

[0050] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；
而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和
范围。