绿色矿山智慧矿山研究:宁夏回族自治区煤炭学会
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灵新煤矿040603综采工作面沿空留巷技术应用

高俊红

(灵新煤矿生产技术科,宁夏宁东750409)

摘要040603、040605综采工作面为灵新煤矿四采区北翼并列布置的两个综采工作面, 040603工作面位于上区段,040605工作面位于下区段。按原设计方案,两个工作面之间需留设20 m区段煤柱,布置040605工作面需新施工040605风巷,煤柱损失量大,新施工巷道影响采掘接续,采用沿空留巷支护技术可将040603机巷保留作为040605风巷使用。

关键词 二级科学名称 保护煤柱 沿空留巷 支护工艺

1技术内容

(1)040603综采工作面走向长度1642 m,倾斜长度260 m,煤层倾角12°,工作面安装Targao4800/12/28型液压支架管理顶板,不安装端头支架。040603机巷巷道断面为异矩形,净宽为4.3 m,净高(中高)为2.8 m,断面积为12 m2,顶板采用锚网、锚索联合支护。

(2)在040603综采工作面回采过程中,沿采空区边缘通过人工泵注1 m宽的混凝土墙体,将040603综采面机巷保留下来,作为040605综采工作面风巷使用。040603综采工作面机巷宽度为4.3 m,保留下来的040605综采工作面风巷,巷道宽度为3.3 m。

(3)沿空留巷泵注柔模墙体施工工艺,见图1。

图1沿空留巷泵注柔模墙体施工图

(4)浇筑空间支护主要包括以下几个方面。①移架后及时用单体支柱与π型钢梁支护浇筑空间,单体支柱每排三根,间排距800 mm×800 mm,单体支柱排距靠柔模一侧加密。②挂模处靠采空区侧一排单体支柱用木点柱替换,木点柱旁挂挡矸网。

(5)超前锚网索加强支护及留巷滞后支护。巷道下帮补打两排长度2.0 m,直径Φ20 mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆,锚杆间排距为800 mm×800 mm;顶板采用锚索超前补强加固,补强锚索间距为1.2 m,距煤帮巷中及上帮各一根,巷中补强锚索主要作留巷永久支护,上帮补强锚索加强施工过程中控顶安全。留巷滞后支护选用单体支柱配π型梁“一梁三柱”支护,π型梁长3m, π型梁排距0.8m,滞后工作面支护距离80 m,后期根据矿压观测选择合适的滞后工作面支护距离,以防止回采过程中矿压显现对预留巷道的破坏。

(6)干料运输,见图2、表1。

图2干料运输图

表1干料运输设备型号表

(7)柔性模板挂设。挂设柔性模板时,先要将柔模挂设位置处散落煤矸石等杂物清理干净,柔模混凝土要落在实底上;对于虚底要进行处理。柔性模板挂设以后,将锚栓穿过模板,并在锚栓两端拧紧螺母,见图3。

图3柔模挂设照片

(8)泵注混凝土施工主要包括以下几个方面。①搅拌与运输混凝土。在地面用混凝土搅拌机按照设计配合比搅拌干料,干料配好后将干料运到混凝土上料机附近卸掉,人工将干料铲入混凝土搅拌机,干料加水搅拌成混凝土后,顺溜槽溜入混凝土输送泵的料斗内,见表2。②泵注混凝土。泵注混凝土前,混凝土输送管与灌注口外层绑扎,内层放于柔模内,起到自封闭的作用。灌注完毕后处理好封口,尽量避免混凝土的流出。混凝土浇筑过程中注意振捣,确保柔模充实,特别是边缘及顶部要充实。混凝土灌注近饱满时,应暂停5分钟,待柔模中的水析出后,再灌注至饱满。柔模灌注成型后,应及时用水将柔模表面的灰渣冲洗,清理干净,并进行养护,7天内要保持表面湿润。

表2混凝土配方

2项目效益、评价

柔模泵注混凝土支护技术利用了高强度柔性模板透水不透浆特性,柔模墙体强度高,对巷道的高度及顶底板的适应性强,适用于复杂条件下沿空留巷支护。

采用沿空留巷技术,实现了无煤柱开采,提高了资源回采率。实施沿空留巷后,少掘一条巷道,降低巷道掘进率,缓解了矿井采掘接续关系。沿空留巷提前释放顶板压力,缓解下区段工作面回采期间风巷顶板压力显现。柔模泵注混凝土沿空留巷支护技术作为集团公司试验项目,具有广泛的推广应用价值。

参考文献

[1]孙恒虎,赵炳利.沿空留巷的理论与实践[M].北京:煤炭工业出版社,1993.

[3]陈勇,柏建彪,王襄禹,等.沿空留巷巷内支护技术研究与应用[J].煤炭学报,2012,37(6):903-910.

[4]张国锋,何满潮,俞学平,等.白皎矿保护层沿空切顶成巷无煤柱开采技术研究[J].采矿与安全工程学报,2011(04):511-516.

作者简介

高俊红,生于1978年,2005年毕业于西安科技大学采矿工程专业,现任生产技术科副科长。