CN113803110B - 一种大倾角煤层沿空留巷巷旁充填支护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种大倾角煤层沿空留巷巷旁充填支护方法,涉及煤炭支护领域,步骤包括:步骤一,工作面前方与后方巷内临时支护,沿空留巷充填区顶底支护设和沿空留巷充填体支护设计;步骤二,采空区顶板卸压;步骤三,充填泵站拌料;步骤四,布置钢筋网和风筒布;步骤五,充填,重复步骤一到五直至回采结束;本发明提供的大倾角煤层沿空留巷巷旁粉煤灰膏体充填支护方法,解决了传统巷旁支护方式因支护强度不足导致下落矸石冲击致使充填体失稳,且隔离效果好,不易漏风以及瓦斯逸出,大大提高了其安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭充填支护领域,尤其是涉及大倾角煤层沿空留巷巷旁粉煤灰膏体充填支护方法。
背景技术
目前,缓倾斜煤层和大倾角薄煤层中开采技术、沿空留巷技术已经得到了较好的发展,但是在大倾角及急倾斜中厚煤层开采中,由于倾角过大,岩石重力作用方向与岩石层理面方向所成的夹角变小,故使重力沿层面方向的作用力大大增加,这就使围岩移动、顶板冒落的形态产生了与开采缓倾斜煤层时具有明显的差异性,导致巷旁充填体可能发生下滑或翻转。本发明解决传统沿空留巷巷旁支护工艺在大倾角煤层应用的不足,有效的缓解了垮落矸石对巷旁充填体的冲击作用,构筑了支护性能好的巷旁充填支护带。
发明内容
本发明的目的在于提供大倾角煤层沿空留巷巷旁充填支护方法。
本发明采用如下技术方案:一种大倾角煤层沿空留巷巷旁充填支护方法,包括以下步骤:
步骤一、在充填前对充填区域进行支护;
步骤二、对采煤工作面顶板进行预裂爆破;
步骤三、在充填位置上布设钢筋网,在钢筋网内部挂绑风筒布;
步骤四、采用粉煤灰和胶固粉制成粉煤灰膏体,其中搅拌过程中每添加干料1000kg,加水量0.4m3;粉煤灰膏体制成后输送通过地面制粉系统和井下泵送充填系统两部分完成;
步骤五、在充填初期时,每充填200mm高度,上提一次充填布,避免充填布下坠打皱;在充填高度过半时架设上部锚栓;循环上述过程,直到充填袋充满密实接顶为止;当充填体接顶时,使充填布接顶密实;接顶成功,将注浆管从充填布内拿出,泵站停止注浆,将进料口捆扎结实,防止浆液外溢;将清水阀打开,冲洗设备和管道,以防止堵塞。
进一步的,步骤一中,支护方法包括以下步骤:
①、超前支护:在巷内超前工作面20m范围内架设三排由1.2m长顶梁铰接而成的一字梁及在每个顶梁的1/3处设单体液压支柱;
②、滞后支护:在巷内滞后工作面100m范围内架设三排由1.2m长顶梁铰接而成的一字梁及在每个顶梁的1/3处设单体液压支柱;
③、顶板支护:在充填体顶板上方布置2排锚杆同时在机巷顶板靠近充填体侧布置一排锚杆;
④、底板支护:在充填体底板布置2排锚杆同时在机巷采空区侧帮部布置一排锚杆;
⑤、充填空间支护:在充填体与采空区中间留设1.2m宽充填空间,充填空间采用单体液压支柱支护;
⑥、充填体支护设计:在充填体的机巷侧支设工字钢和单体液压支柱,其中,工字钢为永久支护,单体液压支柱为临时支护。
进一步的,所述的单体液压支柱间隔0.6m。
进一步的,所述钢筋网的长度等于一个充填步距。
进一步的,步骤四中粉煤灰质量百分比为80%,胶固粉质量百分比为20%。
进一步的,所述充填体顶板上方的锚杆长2400mm,直径20mm,锚杆间排距1000mm×800mm,两排锚杆分别距充填体边缘0.5m。
进一步的,机巷顶板靠近充填体侧的锚杆长2400mm,锚杆直径20mm,间距800mm。
进一步的,所述充填体底板上方的锚杆长2400mm,直径20mm,锚杆间排距1000mm×800mm,两排锚杆与顶板锚杆相对应。
进一步的,所述的在机巷采空区侧帮部靠近布置的锚杆长2400mm,锚杆直径20mm,间距800mm。
进一步的,所述地面制粉系统包括储料仓、上料系统、搅拌系统、计量配料系统、吨包装机、粉尘治理和自动化集中控制系统;井下泵送充填系统包括充填泵和搅拌桶。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
(1)本发明即避免了传统巷旁支护方式因支护强度不足导致下落矸石冲击致使充填体失稳。
(2)本发明在不影响工作面正常推进回采的基础上给与粉煤灰充填体1天龄期的有效侧向保护措施,有利于充填体强度的增长。
(3)本发明材料成本低廉,粉煤灰膏体以电厂粉煤灰为主料,占比80%以上,再辅以石膏、石灰等胶凝材料,不仅材料来源广泛,成本也十分低廉。
(4)本发明接顶效果好,施工时泵送膏体从模板上方侧注入,由于煤层倾角较大,膏体注满时能够保证良好的接顶,从而保证沿空留巷的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为工作面巷旁充填支护流程图;
图2为风筒由充填体剖面位置示意图;
图3为巷道平面位置示意图;
图4为充填框架柔性布片封装示意图;
图5为锚栓结构示意图;
图6为充填体锚栓布置示意图;
图7为充填体结构示意图;
图中:1-充填体、2-采空区冒落矸石、3-风筒布、4-钢筋网、5-单体液压支柱、6-锚杆、7-工字钢、8-体液压支架、9-工作面机巷、10-锚栓、11-挡板、12-螺纹、13-螺母、14-进料口、15-实体煤。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种大倾角煤层沿空留巷巷旁充填支护方法:
步骤一:随着采煤工作面的向前推进。同时在采煤工作面15前方20m巷道范围内架设1.2m铰接顶梁及单体液压支柱5,对后方巷道进行临时加强支护,方法与超前工作面巷道内的加强支护形式基本相同,加强范围为滞后支架约100m。
步骤二:在步骤一所述对巷道的临时支护完成后,在充填体顶板上方布置2排锚杆6,锚杆长2400mm,锚杆直径20mm,锚杆间排距1000mm×800mm,两排锚杆分别距充填体边缘0.5m。为了固定钢筋网4,在机巷顶板靠近充填体侧布置一排锚杆6,锚杆长2400mm,锚杆直径20mm,间距800mm,既可以固定顶板又可以固定钢筋网。为了加固顶板,防治发生底板发生滑移现象,充填体底板上方布置2排锚杆6,锚杆长2400mm,锚杆直径20mm,锚杆间排距1000mm×800mm,两排锚杆与顶板锚杆相对应。为了固定钢筋网4,在机巷采空区侧帮部靠近布置一排锚杆6,锚杆长2400mm,锚杆直径20mm,间距800mm,同样,既可以固定充填体底板又可以固定钢筋网4。
步骤三:在步骤二所述对钢筋网固定完成后,在充填体与采空区中间需留设1.2m宽充填空间充填空间采用单体液压支柱5支护,间距0.6m。为阻挡采空区矸石进入到充填空间,液压支架上挂钢筋网4。随着工作面回采,待充填体成型后,已充填区域单体液压支柱5回撤。
步骤四:在步骤三所述对充填空间支护完成后,首先对工作面顶板进行预裂爆破,尽可能靠“工”字钢7上方将顶板破坏,其次采用在“单腿棚”上方1m处打设一排11#矿用工字钢7其间距为0.4m,每根工字钢7下方打一根单体液压支柱5,支柱间距为0.2m的走向密集形成双重挡矸。巷内的金属支架护巷支护滞后工作面支架切顶线6~8m进行。
步骤五:在步骤四所述对顶板预裂爆破和支护完成后,进行清理浮煤与架设模板等工作,同时拆下前一天构筑好的充填体前挡板,挂起钢筋网4和风筒布3,插入下部锚栓并扎紧各处封口。
步骤六:在步骤五所述对挂起钢筋网和风筒布完成后,用80%粉煤灰+20%胶固粉制成粉煤灰膏体,其中搅拌每添加干料1000kg,加水量0.4m3。
步骤七:在步骤六所述对粉煤灰膏体制作完成后,进行充填工作。每充填200mm高度,上提一次充填布3,避免充填布3下坠打皱,在充填高度位过半时架设下部锚栓10,在充填高度过半时架设上部锚栓10。如此循环上述过程,直到充填满密实接顶为止。需要指出,当充填体1快要接顶时,应密切观察情况,尽可能地使充填布接顶密实,不应有缝隙。一旦接顶成功,应立即将胶管从充填布3内拿出,即刻通知泵站停止注浆,防止浆液外溢。一旦接顶成功,应立即将注浆管充填布内拿出,即刻通知泵站停止注浆,并用绳将进料口捆扎结实,防止浆液外溢。
步骤八:充填结束后,充填点工作人员应迅速将清水阀打开,冲洗相关设备和管路,以免其被堵塞。
步骤九:随着工作面的不断推进,重复步骤一到八,直至整个工作面回采结束。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,但不应以限制本发明,凡在本发明的核心技术和应用原则之内,本领域技术人员对本发明所作的任何修改、替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各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,或者对其中部分或者全部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范围。
Claims (9)
1.一种大倾角煤层沿空留巷巷旁充填支护方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、在充填前对充填区域进行支护;
步骤二、对采煤工作面顶板进行预裂爆破;
步骤三、在充填位置上布设钢筋网,在钢筋网内部挂绑风筒布;
步骤四、采用粉煤灰和胶固粉制成粉煤灰膏体,其中搅拌过程中每添加干料1000kg,加水量0.4m3;粉煤灰膏体制成后输送通过地面制粉系统和井下泵送充填系统两部分完成;
步骤五、在充填初期时,每充填200mm高度,上提一次充填布,避免充填布下坠打皱;在充填高度过半时架设上部锚栓;循环上述过程,直到充填袋充满密实接顶为止;当充填体接顶时,使充填布接顶密实;接顶成功,将注浆管从充填布内拿出,泵站停止注浆,将进料口捆扎结实,防止浆液外溢;将清水阀打开,冲洗设备和管道,以防止堵塞;
步骤一中,支护方法包括以下步骤:
①、超前支护:在巷内超前工作面20m范围内架设三排由1.2m长顶梁铰接而成的一字梁及在每个顶梁的1/3处设单体液压支柱;
②、滞后支护:在巷内滞后工作面100m范围内架设三排由1.2m长顶梁铰接而成的一字梁及在每个顶梁的1/3处设单体液压支柱;
③、顶板支护:在充填体顶板上方布置2排锚杆,同时在机巷顶板靠近充填体侧布置一排锚杆;
④、底板支护:在充填体底板上方布置2排锚杆,同时在机巷采空区侧帮部布置一排锚杆;
⑤、充填空间支护:在充填体与采空区中间留设1.2m宽充填空间,充填空间采用单体液压支柱支护;
⑥、充填体支护设计:在充填体的机巷侧支设工字钢和单体液压支柱,其中,工字钢为永久支护,单体液压支柱为临时支护。
2.根据权利要求1所述大倾角煤层沿空留巷巷旁充填支护方法,其特征在于:所述的单体液压支柱间隔0.6m。
3.根据权利要求1所述大倾角煤层沿空留巷巷旁充填支护方法,其特征在于:所述钢筋网的长度等于一个充填步距。
4.根据权利要求1所述大倾角煤层沿空留巷巷旁充填支护方法,其特征在于:步骤四中粉煤灰质量百分比为80%,胶固粉质量百分比为20%。
5.根据权利要求1所述大倾角煤层沿空留巷巷旁充填支护方法,其特征在于:所述充填体顶板上方的锚杆长2400mm,直径20mm,锚杆间排距1000mm×800mm,两排锚杆分别距充填体边缘0.5m。
6.根据权利要求1所述大倾角煤层沿空留巷巷旁充填支护方法,其特征在于:所述机巷顶板靠近充填体侧的锚杆长2400mm,锚杆直径20mm,间距800mm。
7.根据权利要求1所述大倾角煤层沿空留巷巷旁充填支护方法,其特征在于:所述充填体底板上方的锚杆长2400mm,直径20mm,锚杆间排距1000mm×800mm,两排锚杆与顶板锚杆相对应。
8.根据权利要求1所述大倾角煤层沿空留巷巷旁充填支护方法,其特征在于:所述的在机巷采空区侧帮部靠近布置的锚杆长2400mm,锚杆直径20mm,间距800mm。
9.根据权利要求1所述大倾角煤层沿空留巷巷旁充填支护方法,其特征在于:所述地面制粉系统包括储料仓、上料系统、搅拌系统、计量配料系统、吨包装机、粉尘治理和自动化集中控制系统;井下泵送充填系统包括充填泵和搅拌桶。
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