CN101949301B - 煤矿井下沿空留巷不等强承载巷旁充填体 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种煤矿井下沿空留巷不等强承载巷旁充填体,它由1.5-2.0米宽的矸石袋堆砌而成的矸石墙和1.5-2.0米宽的膏体充填体紧密结合在一起,形成一个不等强材料耦合而成的巷旁充填体;矸石墙内侧挂防水布后,作为膏体充填体下邦的固定模板,再另行支设膏体充填体上邦的临时模板后,向模板内灌注膏体充填材料后凝固而成;本发明利用工作面在生产过程中产生的矸石和巷旁充填体形成不等强耦合巷旁充填体,较单纯地使用膏体胶结料充填体,能够明显降低原巷旁充填体承担的压力,减轻顶板的沉降和底板鼓起,更好地适应巷道围岩的运动,获得更好的沿空留巷效果,并且能够就地消化产生的矸石,获得经济效益和环境效益。

Description

煤矿井下沿空留巷不等强承载巷旁充填体
技术领域
[0001] 本发明涉及煤矿井下沿空留巷巷旁充填技术,尤其涉及把膏体胶结材料与矸石带组合而成的巷旁充填体。
背景技术
[0002] 沿空留巷是无煤柱护巷的一种形式,其中无煤柱护巷是采煤技术的一项重大的改革,沿空留巷技术是回采巷道支护技术改革的主要方面。它以其有利于合理开发煤炭资源, 提高煤炭资源回收率,减少巷道掘进量,从根本上改善矿井采掘接替的紧张局面,改善巷道维护状况,提高矿井开采效益等优点而被广泛重视。在煤炭开采的环境保护方面,人们试图通过沿空留巷支护技术的发展和完善来实现煤矿绿色开采,保护环境。沿空留巷既可以少掘一条回采巷道,降低掘进率、减少掘进排矸量,又可以将矸石为集料制作膏体材料进行巷帮充填及采空区充填。在井下制作膏体材料、直接消耗大量矸石,实现矸石不出井,膏体材料充填沿空留巷是煤矿绿色开采的一个重要组成部分。
[0003]目前,国内外应用较广的巷旁支护方式主要有:木垛支护、密集支柱支护、矸石带支护、人造砌块以及用巷旁泵矸石充填支护等。根据围岩与支护共同作用原理,只能通过支护抵制压力、释放压力,通过巷旁充填材料的让压变形,减缓巷道其他部位的压力,控制巷道整体变形,使其满足生产需要。上述巷旁支护方式满足不了共同作用原理的要求。
[0004] 所以,很有必要发明一种既有一定支护阻力还允许让压变形的巷旁支护体。
发明内容
[0005] 本发明的目的是克服上述技术的不足,提出一种煤矿井下沿空留巷不等强承载巷旁充填体。要求这种巷旁充填体增阻速度快,并具有合理的支护阻力,能切落一定高度的顶板,具有较大的变形量适应沿空留巷剧烈变形,同时主要材料来自井下的矸石。
[0006] 一种煤矿井下沿空留巷不等强承载巷旁充填体,其特征在于,它由1. 5-2. 0米宽的矸石袋堆砌而成的矸石墙和1. 5-2. 0米宽的膏体充填体紧密结合在一起,形成一个不等强材料耦合而成的巷旁充填体。
[0007] 所述的矸石袋是在编织袋中装有碎矸石。
[0008] 所述的矸石墙是在支架和单体支柱的有效支护下,从采空区到支架尾梁由里向外用矸石袋堆砌而成。要求矸石袋压缝堆砌,层与层之间纵横交错堆砌,以确保矸石墙的稳定性;矸石墙内侧挂防水布后,作为膏体充填体下邦的固定模板。
[0009] 所述的膏体充填体,是再另行支设膏体充填体上邦的临时模板后,向模板内灌注膏体充填材料后凝固而成。
[0010] 所述的膏体充填材料采用425#普通硅酸盐水泥作为胶凝材料,粉煤灰作为有胶凝性能的活性混合材料,粒径> 5mm的石子作为粗骨料,粒径< 5mm的矸石粉和砂子作为细骨料,并加入NaCl和减水剂作为改性材料;上述各材料最优配比为:粉煤灰:矸石粉:改性材料:石子(% )=27 : 13 : 1.2 : 38. 8,水灰比为1.45 ;该膏体充填体龄期14天时,强度达到最大12MPa,塌落度为22cm。
[0011] 此种混合巷旁支护体既能有效地提供工作阻力,也能有一定的可缩量,能够让压。 适用于开采缓倾斜和倾斜的薄及中厚煤层。
[0012] 本发明的积极效果是:
[0013] 利用工作面在生产过程中产生的矸石,在巷旁充填体外侧附加宽度为1.5-¾!与充填体等高的矸石带,形成不等强耦合巷旁充填体,较单纯地使用膏体胶结料充填体,能够明显降低原巷旁充填体承担的压力,减轻顶板的沉降和底板鼓起,更好地适应巷道围岩的运动,获得更好的沿空留巷效果,并且能够就地消化产生的矸石,减少了矸石运输产生的费用和升井后对环境的污染,获得经济效益和环境效益。
附图说明
[0014] 图1是不等强承载巷旁充填体沿空留巷的平面示意图。
[0015] 图例说明,1-膏体充填体,2-矸石墙,3-木支柱,4-钢带支护,5-临时模板,,6_单体支柱,7-防水编织袋。
具体实施方式
[0016] 参照图1对本发明的沿空留巷巷旁支护体的具体施工方法描述如下:
[0017] 1、施工矸石墙2
[0018] ①在编织袋中装入碎矸石备用;
[0019] ②自充填体下帮到采空区1.5米的钢带支护范围内,由采空区到支架尾梁依次堆砌矸石袋形成矸石墙2 ;
[0020] 堆砌矸袋时,在支架后的临时支柱的保护下进行,随移架随堆砌,支架以后未堆砌空间不得大于1. ail。
[0021] 要求:a矸石袋压缝充填,不得中空,矸石袋之间未充实空间,可用碎浮矸充实; b矸石袋层与层之间,纵横交错堆砌,以确保矸石墙的稳定性;c矸石墙外侧必须齐直一条线,以便充填时,挂防水布后当充填模板用;d矸石墙必须接顶严密,不得留有空隙,最上一层不能堆砌矸石袋时,可采用板批接顶;e矸石袋宽度不小于1.5米,矸石墙以里至采空区之间用矸石充填,充填墙以下倾斜距离大于1.5米时,必须支木点柱稳固矸石袋;f预留瓦斯抽放管处,矸石袋不能一次充填到顶板,上方需留有1. 2米宽的瓦斯气流通道,矸石袋充填至埋管以下即可,待埋管敷设后,靠充填墙侧使用单排矸石袋接顶。
[0022] 堆砌矸石墙2后,支设一排木支柱3,木支柱间距1. 6m,木支柱支设于顶板钢带支护4下面。
[0023] 2、施工膏体充填体1
[0024] ①随工作面推进和矸石墙2的形成,达到充填步距后,清理巷道底板浮矸,以堆砌的矸石墙作为膏体充填体下邦的固定模板,再支设膏体充填体上邦的临时模板5。
[0025] ②临时模板5采用木板(或钢板、竹笆等)装订而成,模板规格:长X宽X厚= 3.0X0.4(0. 2,0. 1) X0. (Mm,模板旁支设单体支柱6作掩体,防止充填料将模板冲开,模板内采用防水编织袋7封严,防止充填时漏浆。
[0026] ③准备膏体充填材料,采用425#普通硅酸盐水泥作为胶凝材料,粉煤灰作为有胶凝性能的活性混合材料,粒径> 5mm的石子作为粗骨料,粒径< 5mm的矸石粉和砂子作为细骨料,并加入NaCl和减水剂作为改性材料;上述各材料最优配比为:粉煤灰:矸石粉:改性材料:石子(% )=27 : 13 : 1.2 : 38. 8,水灰比为1.45 ;该膏体充填体龄期14天时, 强度达到最大12MPa,塌落度为22cm。
[0027] ④搅拌输送:搅拌机搅拌均勻后,检查确定混凝土输送机工作状况正常,管路畅通后,即可进行材料的输送。
[0028] a、进料要均勻连续,要严格控制膏体的水灰比,掌握设备的工作压力,防止管路堵塞;
[0029] b、要观察材料的平流堆积状况,材料要充满模板并充分与顶板接接;
[0030] C、充填5小时以后,经检测达到初凝强度要求时,随工作面推进撤除临时模板5, 支设的木支柱3不再回撤;
[0031] 同时,随工作面推进继续上述循环。

Claims (2)

1. 一种煤矿井下沿空留巷不等强承载巷旁充填体,其特征在于,它由1.5-2.0米宽的矸石袋堆砌而成的矸石墙和1. 5-2. 0米宽的膏体充填体紧密结合在一起,形成一个不等强材料耦合而成的巷旁充填体;所述的矸石袋是在编织袋中装有碎矸石;所述的矸石墙是从采空区到支架尾梁由里向外依次由矸石袋堆砌而成;矸石墙内侧挂防水布后,作为膏体充填体下帮的固定模板;所述的膏体充填体,是再另行支设膏体充填体上帮的临时模板后,向模板内灌注膏体充填材料后凝固而成;所述的膏体充填材料,采用425#普通硅酸盐水泥作为胶凝材料,粉煤灰作为有胶凝性能的活性混合材料,粒径> 5mm的石子作为粗骨料,粒径< 5mm的矸石粉和砂子作为细骨料,并加入NaCl和减水剂作为改性材料;上述各材料重量百分配比为:粉煤灰:矸石粉: 改性材料:石子(% ) = 27 : 13 : 1.2 : 38. 8,水灰比为1. 45 ;该膏体充填体龄期14天时,强度达到最大12MPa,塌落度为22cm。
2.如权利要求1所述一种煤矿井下沿空留巷不等强承载巷旁充填体的施工方法,其特征在于,步骤如下:(1)施工矸石墙①在编织袋中装入碎矸石备用;②自膏体充填体下帮到采空区1. 5米的钢带支护范围内,由采空区到支架尾梁依次堆砌矸石袋形成矸石墙;堆砌矸袋时,在支架后的临时支柱的保护下进行,随移架随堆砌,支架以后未堆砌空间不得大于1. 2m ;要求矸石袋压缝充填,不得中空,矸石袋之间未充实空间用碎浮矸充实;矸石袋层与层之间,纵横交错堆砌;矸石墙必须接顶严密;矸石墙宽度不小于1. 5米;墙体上预留瓦斯抽放管,顶部需留有1. 2米宽的瓦斯气流通道;堆砌矸石墙后,支设一排间距1. 6m的木支柱,木支柱支设于顶板钢带支护下面;(2)施工膏体充填体随工作面推进和矸石墙的形成,达到充填步距后,以矸石墙作为膏体充填体下帮的固定模板,再支设膏体充填体上帮的临时模板;模板旁支设单体支柱作掩体;准备膏体充填材料,搅拌机搅拌均勻后用混凝土输送机灌注到模板内,充填5小时后, 达到初凝强度时,随工作面推进撤除临时模板;同时,随工作面推进继续上述循环。
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