新源煤礦1219綜采工作面沿空留巷技術(shù)

李志全

（長治市煤炭工業(yè)局，山西 長治 046000）

新源煤礦1219綜采工作面沿空留巷技術(shù)

李志全

（長治市煤炭工業(yè)局，山西 長治 046000）

為解決采掘接替緊張及資源浪費問題，新源煤礦依據(jù)工作面生產(chǎn)地質(zhì)條件，采用高水速凝材料巷旁充填，對1219工作面順槽進(jìn)行沿空留巷，取得較好支護(hù)效果，并解決了采掘銜接和資源的有效利用問題。

速凝材料；巷旁充填；沿空留巷

1 工作面概況

山西沁新能源集團(tuán)股份新源煤礦1219綜采工作面，北側(cè)為1217工作面采空區(qū)；東部、南部為未采區(qū)，西部為礦井東南采區(qū)巷(見圖1)。屬高瓦斯礦井，以往回采面布置中，采用“一進(jìn)兩回”通風(fēng)方式，順槽采用“雙巷掘進(jìn)”，其中一條為本面回風(fēng)巷，另一條為本面尾巷及下一面運輸巷。本面準(zhǔn)備時未考慮沿空留巷問題，二十順槽與二十一順槽間共掘有6個聯(lián)絡(luò)貫。工作面準(zhǔn)備完成后，為解決瓦斯抽放，增加了地面固定瓦斯投放系統(tǒng)；為提高資源回收率和工作面準(zhǔn)備速度，并積累沿空留巷經(jīng)驗，采用速凝材料巷旁充填技術(shù)，對本面二十順槽進(jìn)行沿空留巷[1]。

本面地面標(biāo)高為+1 288 m～+1 327 m，工作面標(biāo)高為+710 m～+820 m。工作面煤層厚度1.7 m～2.0 m，結(jié)構(gòu)較簡單，直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚度2 m，層理較發(fā)育，基本頂為砂巖及粉砂巖，厚度13 m；煤層底板為砂質(zhì)泥巖。二十順槽巷道凈高2.5 m，凈寬3.5 m，沿底板掘進(jìn),采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)。從二十順槽與二十一順槽第六聯(lián)絡(luò)貫開始沿空留巷，至1219工作面停采線位置止，沿空留巷長約450 m。由于掘巷前未考慮沿空留巷，支護(hù)強度較低，不能滿足留巷要求，實施留巷前要對實體煤幫、頂板等補強加固。

2 原巷道加強支護(hù)技術(shù)方案

（1）巷道頂板加強支護(hù)：頂板采用Φ17.8 mm的鋼絞線錨索補強，長度7 300 mm，布置在原錨索中間，間距1 600 mm，采用1支CK2335和3支Z2360樹脂藥卷錨固，配套規(guī)格為250 mm×250 mm×20 mm的大托盤和一套鎖具（見圖2）。為減小工作面采動影響，補強支護(hù)要超前工作面推進(jìn)200 m進(jìn)行。

圖1 1219工作面相對位置圖

圖2 巷道頂板加強支護(hù)圖

（2）實體煤幫加強支護(hù)：在未留巷前從第六聯(lián)絡(luò)巷以里5 m開始，對二十順槽進(jìn)行超前加固支護(hù)，靠二十一順槽側(cè)在原有支護(hù)的基礎(chǔ)上橫向補打兩排錨桿，并橫向鋪設(shè)鋼帶,再將錨桿打設(shè)于原相鄰兩排錨桿的中間，同原錨桿上下左右勻布。錨桿采用Φ20×2 200 mm高強度螺紋鋼錨桿。每根錨桿采用1支CK2355型或1支Z2360型樹脂錨固劑錨固；鋼帶為Φ14 mm圓鋼焊制成，長3 500 mm；托盤規(guī)格120 mm×120 mm×10 mm。見圖3。

圖3 巷道實體煤幫加強支護(hù)圖

（3）靠工作面?zhèn)认飵图庸蹋河捎谙锏栏叨?.5 m，高于工作面采高(2 m)，為了降低留巷充填成本，要將煤層上方頂板保留下來，根據(jù)現(xiàn)場情況，要對工作面?zhèn)让簩由戏降膸筒窟M(jìn)行補強加固。具體措施為：煤層上方200 mm處，每兩排錨桿中間補打一根仰角錨桿，補強錨桿鋪設(shè)菱形金屬網(wǎng)，先將網(wǎng)卷起來，在機(jī)尾段回采后，再將網(wǎng)折向機(jī)道空間內(nèi)，最后打設(shè)機(jī)道內(nèi)頂板錨桿；這樣可將角部易掉落的矸石兜起來，增強充填體上方頂板的完整性和承載能力。見圖4。

圖4 工作面?zhèn)葞图訌娭ёo(hù)圖

錨桿采用Φ20×2 200 mm螺紋鋼樹脂錨桿，間排距800 mm，橫向鋪設(shè)Φ14 mm圓鋼焊制的鋼筋梯子梁，機(jī)道內(nèi)加固寬度4 m，每排6根錨桿，在離巷幫1.4 m處增加一根長為7.3 m的Φ17.8 mm鋼絞線錨索加固。

3 高水速凝材料巷旁充填沿空留巷[2-4]

3.1 充填方案

充填方式采用原巷道巷旁充填，充填寬度2 m，高度為采高，一次充填長度3 m。

充填材料采用高水速凝材料凈漿充填，分為甲料和乙料，主要以硫鋁酸鹽水泥熟料為基料，加入石膏、石灰、復(fù)合速凝劑等配制而成。兩種材料按1∶1配合使用，兩種材料水灰比均為1∶1.5，由雙液注漿泵注入模具內(nèi)迅速凝固硬化，對頂板起到支撐作用，并對采空區(qū)進(jìn)行封閉。模具由長×寬×高=3.3 m×2.2 m×2 m（采高）的封閉型聚脂塑料充填袋配合對拉鋼筋、鋼筋網(wǎng)、梯子梁、單體柱制成。

為增加充填體的承載能力和抗橫向變形能力，在充填體內(nèi)布置對拉鋼筋，間排距750 mm×800 mm，最下面1根距底板300 mm，最上面1根距頂板200 mm；充填高度每增加750 mm時，每排增加1根對拉鋼筋，對拉鋼筋采用Φ22 mm的螺紋鋼制作。同時為增加充填體的整體性，在對拉鋼筋兩頭，順巷道軸向方向豎直布置鋼筋網(wǎng)，配合鋼筋梯子梁用托盤及螺帽固定，并與充填袋形成充填空間。見圖5。

圖5 充填體支護(hù)圖

鋼筋梯子梁采用φ14圓鋼焊制，鋼筋網(wǎng)搭接長度不小于100 mm，每200 mm用14號鐵絲連接一道，并在支模后澆注前緊貼鋼筋網(wǎng)外圍打設(shè)單體液壓支柱，柱距600 mm。若遇頂板不平或因發(fā)生漏頂事故而難以接頂時將提前備好的鐵絲網(wǎng)裁成適當(dāng)?shù)拇笮。侔辞笆鲆笥描F絲將其連接并同頂板鋼帶或頂網(wǎng)連接，之后再行充填。

3.2 安全措施

為保證充填作業(yè)及人員安全，支架后方與充填體之間加設(shè)六對單體液壓支柱，配2.6 m的π型鋼梁支護(hù)，六對十二梁每對交錯邁步布置，工作面每推進(jìn)一個循環(huán)兩梁交替前移一次。在充填體靠近采空側(cè)加設(shè)兩排單體支柱，配1.2 m的鉸接頂梁支護(hù)，靠采空側(cè)的一排單體支柱還要加打傾斜于采空側(cè)的戧柱。邁步梁靠采空側(cè)加設(shè)一排單體支柱配鉸接頂梁，有利于移架后防止采空區(qū)的竄矸。所有單體柱都要加設(shè)防倒鏈，以防倒柱。見圖6。工作面后方100 m巷道范圍內(nèi)，采用單體支柱加強支護(hù)，采用4排走向金屬鉸接頂梁抬棚支護(hù)，隨工作面推進(jìn)不斷前移。

考慮到沿空留巷期間施工點，位于采空側(cè)且瓦斯含量較高，灌注充填體時每隔30 m～50 m留設(shè)一個寬為700 mm的通風(fēng)孔（高度與巷高一致）；待下一個通風(fēng)孔利用后，再將前一個通風(fēng)孔充填封堵。為防止通風(fēng)孔靠采空側(cè)口被垮落下的矸石堵塞，可在留設(shè)通風(fēng)孔后回柱前應(yīng)對其加靠鐵絲網(wǎng)，并鋪設(shè)木板擋矸。

圖6 充填效果示意圖

4 結(jié)束語

經(jīng)礦壓觀測，新源煤礦利用高水速凝材料巷旁充填沿空留巷，巷道變形在可接收范圍內(nèi)，留巷后巷道能夠滿足工作面運輸、行人、通風(fēng)等安全技術(shù)要求。這項技術(shù)有效解決了雙巷掘進(jìn)造成的采掘接替緊張問題，并減少了巷道煤柱損失、提高了資源回收率，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 石運寶.巷旁充填無煤柱沿空留巷技術(shù)應(yīng)用[J].煤礦支護(hù)，2010(4):21-23.

[2] 李志強.含水90%的混凝土高水速凝充填材料[J].中國煤炭，1995(1):50-69.

[3] 過江，張欽禮，鄭雙春.礦用低成本高水速凝材料的開發(fā)及應(yīng)用研究[J].有色金屬，2003，55(1):13-14.

[4] 寧帥，馮光明，牛建春等.高水速凝材料在超高冒頂巷道治理中的應(yīng)用[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2009，37(8):21-23.

Abstract:To solve mining-excavation relay strain and resource waste,gob-side entry retaining was used in No.1219 working face in Xinyuan Mine,side-filled with high-water-content and quick-setting materials,on the basis of the geological condition,which achieved ideal supporting effect and solved the problems like extracting joining and effective resource utilization.

Key words:quick-setting materials,roadside packing;gob-side entry retaining

編輯：樊 敏

Gob-side Entry Retaining Technique on No.1219 Fully-mechanized Working Face in Xinyuan Mine

LI Zhi-quan
(Changzhi Coal Industry Bureau,Changzhi Shanxi 046000)

TD353

A

1672-5050（2012）07-0056-03

2011-11-26

李志全（1973—），男，山西長治人，本科，從事煤礦生產(chǎn)技術(shù)與管理工作。