CN102852550B - 一种无煤柱半原位沿空留巷方法 - Google Patents

一种无煤柱半原位沿空留巷方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种煤矿井下开采的沿空留巷布置工艺,具体为一种无煤柱半原位沿空留巷方法,其主要特征在于:在留巷工作面采用半原位砌筑充填墙体,隔离墙体边缘一侧在采前巷道回采侧帮部内一定距离A处,另一侧在采空区内。该方法使充填墙体一侧布置在原有巷道内,易于接顶,且留巷跨度适当减少,易降低矿压显现程度,有利于维护留巷断面尺寸和顶板的完整性。

Description

一种无煤柱半原位沿空留巷方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种煤矿井下开采的无煤柱半原位沿空留巷方法,适用于一般条件下的沿空留巷技术,尤其在采前巷道断面比较大,且顶板岩性差,留巷修复系统齐备的条件下使用,效果更明显。
背景技术
[0002]为了提高煤炭资源的回收率,回收传统采矿方式中留设的保护煤柱,可以采用一定的技术手段将上一区段的顺槽重新支护留给下一个区段使用。沿空留巷,即沿采空区边缘将已采工作面后方的回采巷道用支柱支设、砌筑矸石带或充填混凝土的方法沿采空区保留下来,作为下一工作面的回采巷道。沿空留巷技术是煤矿开采及回采巷道支护技术的一项重大改革,它减少巷道掘进量,缓解接续紧张;节约掘进费用,提高综合经济效益;最大限度的回收煤炭,延长矿井寿命,提高社会效益;而且可以有效控制瓦斯爆炸和冲击地压的发生。
[0003] 根据充填墙体与采前巷道回采侧帮部的相对位置关系,传统的沿空留巷一般划分为原位沿空留巷(图1)、巷内沿空留巷(图2)或巷帮沿空留巷(图3)。原位沿空留巷即保留原有巷道断面尺寸的留巷方式,其初始留巷宽度大,基本与原巷道宽度一致,理论上预留变形空间大,能够满足下一工作面的使用要求。但过宽的初始断面反而易造成更强的矿压显现,最后实际的巷道空间反而更小。而且由于充填墙体完全构筑在采空区内,构筑时需要事先清理,影响了构筑速度,且留巷顶板易被充填墙体切断。巷内留巷将整个充填墙体全部构筑在采前巷道内,墙体移近巷道的距离八与墙体的宽度相等,墙体外缘与采前巷道非回采侧帮部重合。这种留巷方式构筑墙体比较容易,初始断面宽度小,而且能很好的接顶与防止有毒气体的渗入,留巷帮顶及墙体整体性好。但留巷断面宽度较小,往往不能满足下一工作面回风的需要,如果非回采侧帮部变形不能有效控制或底鼓修复过于滞后,留巷断面将难以保持。巷帮留巷即将充填墙体完全砌筑在了留巷内,而且墙体与非回采侧煤壁完全重合,此时的瓦斯抽采巷道可以布置在墙体内部。此种留巷方式充填墙体砌筑时直接与非回采侧帮部相接,充填墙体易构筑;非回采侧煤壁及顶板完整性保持稳定,墙体上方即为原巷道顶板支护,不需要另外施工支护方式;充填墙体完整性易保持,不易发生旋转或倾倒。但是,相邻工作面回采时必须完成沿小煤柱或充填墙体进行重新掘巷。
发明内容
[0004] 本发明的目的是基于以上技术问题,针对开采强度大、留巷时间长、有完善尾巷修复系统的工程条件的沿空留巷,提出的一种介于原位和巷内沿空留巷之间的、有利于提闻顶板完整性和有效维护留巷断面尺寸的一种沿空留巷方法(图4)。该种沿空留巷的充填墙体边缘一侧在采前巷道回采侧帮部内一定距离八处,另一侧在采空区内。宽为八的墙体构筑在原有巷道内,由于原巷道的规整,使得墙体构筑非常容易,而且易于接顶,防止了漏风以及采空区内有毒气体的渗入。构筑墙体时,墙体内加入一种内置三维加强筋加固沿空留巷充填墙体结构,提高抗变形以及滑移能力,保证沿空留巷的安全。
[0005] 本发明的无煤柱半原位沿空留巷方法,其沿空留巷的充填墙体的充填方法可以是高水高效充填支护法,也可以是现浇筑混凝土隔墙法。其中现浇注混凝土隔墙法又可采用大型自移式沿空留巷支架、膏性混凝土、柔性模板技术等。
[0006] 本发明一方面涉及一种无煤柱半原位沿空留巷方法,其特征在于:在沿空留巷内,靠近本区段煤体侧,超前工作面进行撕帮,破除伪顶,利用锚杆和/或锚索对工作面顶板进行超前辅助加强支护,并利用单体支柱进行临时辅助加强支护;在工作面后方,沿空留巷内靠近采空区一侧,利用锚杆和/或锚索进行滞后辅助加强支护,并对留巷非回采侧进行护帮锚索加固;然后,利用原有辅助加强支护,在工作面支架后方待充填区域处,撤离单体支柱,清理巷道底板虚矸,固定好充填模板,然后进行充填;充填墙体靠近实体煤的一侧超出原有巷道帮部的距离为八,完成充填墙体工艺;最后,对充填墙体进行加固,所述的八大于0,小于充填墙体的宽度。
[0007] 在本发明的一个优选实施方式中,其超前工作面临时辅助加强支护,距工作面的距离可以是0〜80%滞后工作面辅助加强支护距工作面的距离可以是0〜2500 ;超前撕帮缺口的宽度超过充填墙体0.3111 ;辅助加强支护锚杆支护的预紧力矩不低于200^ %,锚索的预紧力不低于80〜100础;单体支柱的初撑力不低于70础。
[0008] 在本发明的一个优选实施方式中,充填工艺的流程为:
[0009] 3移工作面支架一13进行架后支护一0清理底板浮矸一(1进行拉移模板一6立模—?搅拌运输一8完成充填工艺一卜清洗泵、管路
[0010] 在本发明的一个优选实施方式中,其沿空留巷的充填墙体的充填方法是高水高效充填支护法或者现浇筑混凝土隔墙法,其中现浇注混凝土隔墙法是采用大型自移式沿空留巷充填支架、块体混凝土和/或柔性模板技术。
[0011] 在本发明的一个优选实施方式中,其特征在于所述的八优选大于0.50,进一步优选大于1.0111,更进一步的优选大于1.5111。
[0012] 在本发明的一个优选实施方式中,其特征在于所述的八不大于3.5111,优选不大于3111,更进一步优选不大于2.5111。
[0013] 在本发明的一个优选实施方式中,其对充填墙体的加固方式可以是:①防止充填墙体向采空区滑移的抗剪锚杆加固方式用三维加强筋加强充填墙体的方式;③充填墙体底板防滑的关键部位加强方式;④充填墙体底板防滑及完整性加固的关键部位加强方式。
[0014] 半原位沿空留巷,充填墙体一侧在采前巷道内,留巷的跨度大大减少,顶板完整性较好,降低矿压显现程度,有利于充填墙体的构筑并且能够保证更好的接顶。充填墙体内置三维加强筋加固沿空留巷,能够有效防止充填墙体的变形与侧滑,墙体施工起来也简单,安全可靠。尤其在原巷道宽度比较大且顶板岩性差,留巷修复系统齐备的条件下使用,效果明显。
附图说明
[0015] 图1是原位沿空留巷示意图。
[0016] 图2是巷内沿空留巷示意图。
[0017] 图3是巷帮沿空留巷示意图。
[0018] 图4是本发明即半原位沿空留巷示意图
[0019] 如图中所不:1-米前巷道,2-充填墙体,3-米前巷道回米侧帮部,4-充填墙体边缘,5~米空区,6-实体煤。
具体实施方式
[0020] 一种无煤柱半原位沿空留巷方法实施步骤进行如下:
[0021] 1.超前撕帮:超前工作面,在留巷内回采侧进行撕帮,挑除伪顶,对顶板进行预加强支护。
[0022] 2.支架前移:支架按照采煤步距依次往前移动,当架后位移距离达到单个充填墙体长度时,进行充填。
[0023] 3.架后支护:支架每移动一个步距都要及时对顶板进行支护,当巷道采用架棚支护方式时,需提前挑棚。
[0024] 4.清理立模:在工作面上出口支架后方待充填区域处,清理巷道底板虚矸,在巷道靠近回采侧一定距离,固定好充填模板。然后在充填模型内铺上塑料膜或胶织袋,避免充填料泄漏。
[0025] 5.搅拌输送:检查确定混凝土充填泵工作状况正常,充填前清洗管路,并提前加入预制好的三维加强筋,加固充填墙体。进料要均匀连续,严格控制膏体的水灰比。注意观察设备的工作压力和状况,防止管路阻塞。
[0026] 6.充填清洗:粉煤灰膏体混凝土材料进入留巷充填框架,要观察材料的平流堆积状况,材料要充满充填模并接顶充分。充填工作完成后及时放清洗球用清水清洗充填管道及充填泵,清理充填泵站环境卫生。原则上清洗管道污水排入采空区,不能对工作面、两巷及留巷产生影响。拉移模板前动态观测充填体的强度和矿压显现,发现问题及时处理。
[0027] 7.墙体加固:待充填墙体砌筑完成后,达到标准强度,对充填墙体进行加固。
[0028] 重复以上步骤,直至该工作面采完,形成完整的半原位沿空留巷充填墙体。
[0029] 应当理解的是,上述具体实施方式仅是例举性说明,而不是对本发明的限制,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种无煤柱半原位沿空留巷方法,其特征在于:在沿空留巷内,靠近本区段煤体侧,超前工作面进行撕帮,破除伪顶,利用锚杆和/或锚索对工作面顶板进行超前辅助加强支护,并利用单体支柱进行临时辅助加强支护;在工作面后方,沿空留巷内靠近采空区一侧,利用锚杆和/或锚索进行滞后辅助加强支护,并对留巷非回采侧进行护帮锚索加固;然后,利用原有辅助加强支护,在工作面支架后方待充填区域处,撤离单体支柱,清理巷道底板虚矸,固定好充填模板,然后进行充填;充填墙体靠近实体煤的一侧超出原有巷道帮部的距离为A,完成充填墙体工艺;最后,对充填墙体进行加固,所述的A大于O,小于充填墙体的宽度。
2.根据权利要求1所述的无煤柱半原位沿空留巷方法,其超前工作面临时辅助加强支护,距工作面的距离可以是O〜80m,滞后工作面辅助加强支护距工作面的距离可以是O〜250m ;超前撕帮缺口的宽度超过充填墙体0.3m ;辅助加强支护锚杆支护的预紧力矩不低于200N.m,锚索的预紧力不低于80〜10kN ;单体支柱的初撑力不低于70kN。
3.根据权利要求1所述的无煤柱半原位沿空留巷方法,充填工艺的流程为:a移工作面支架一b进行架后支护一c清理底板浮砰一d进行拉移模板一e立模一f搅拌运输一g完成充填工艺一h清洗泵、管路。
4.根据权利要求3所述的无煤柱半原位沿空留巷方法,其沿空留巷的充填墙体的充填方法是高水高效充填支护法或者现浇筑混凝土隔墙法,其中现浇注混凝土隔墙法是采用大型自移式沿空留巷充填支架、块体混凝土和/或柔性模板技术。
5.根据权利要求1所述的无煤柱半原位沿空留巷方法,其特征在于所述的A大于0.5m。
6.根据权利要求1所述的无煤柱半原位沿空留巷方法,其特征在于所述的A大于1.0m0
7.根据权利要求5所述的无煤柱半原位沿空留巷方法,其特征在于所述的A不大于3.5mο
8.根据权利要求5所述的无煤柱半原位沿空留巷方法,其特征在于所述的A不大于2.5mο
9.根据权利要求1-8任意一项所述的无煤柱半原位沿空留巷方法,所述的对充填墙体进行加固的方式为:①防止充填墙体向采空区滑移的抗剪锚杆加固方式用三维加强筋加强充填墙体的方式;③充填墙体底板防滑的关键部位加强方式;④充填墙体底板防滑及完整性加固的关键部位加强方式;这四种方式中的一种。
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