大采高沿空留巷在沙曲礦的應(yīng)用

岳勤勤

摘要：本文將對不同類型、不同規(guī)格的頂板壓力進(jìn)行系統(tǒng)的分析，有針對性的選擇支護(hù)的方式、方法，以此來加強(qiáng)沿空留巷的支護(hù)和管理工作，保障工程的順利進(jìn)行，并且為整個(gè)行業(yè)的發(fā)展提供一個(gè)良好的模式。

關(guān)鍵詞：沿空留巷， 直接頂， 老頂， 壓力， 瓦斯

一、導(dǎo)言

在我國的采煤工作中，經(jīng)常會(huì)遇到這樣一個(gè)問題，在回采的過程中，由于瓦斯的影響，使得回采工作遇到一定的難度，尤其是在像沙曲礦這樣的高瓦斯礦井，上隅角瓦斯治理顯得尤為困難，回采工作更是難上加難，無法正常開展，需要技術(shù)的應(yīng)用。為此，我們將會(huì)采用風(fēng)巷Y型通風(fēng)沿空留巷的辦法治理上隅角的瓦斯實(shí)現(xiàn)安全回采工作，這樣不但可以實(shí)現(xiàn)無煤柱開采開采更多的煤炭資源，而且還會(huì)節(jié)約很大一筆巷道改造的費(fèi)用，可謂是一舉數(shù)得的好方法。在接下來的文章中，筆者將著重探討大采高采煤工作面Y型通風(fēng)沿空留巷回采技術(shù)。首先，我們來看看沿空留巷內(nèi)煤層頂板的分類情況。

二、沿空留巷內(nèi)煤層頂板分類

風(fēng)巷沿空留巷采煤技術(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于要很好地解決和處理留巷中的支護(hù)和瓦斯管理問題，這個(gè)在很多煤礦看來，均是一個(gè)較為難解決的問題，以筆者在多年來的工作中的經(jīng)驗(yàn)，首先，瓦斯管理要解決的是留巷中的通風(fēng)斷面問題，為此，要做好留巷沿空的支護(hù)工作，要選擇一個(gè)很好地科學(xué)的支護(hù)方式，取得良好的支護(hù)效果。我們只有對留巷內(nèi)煤層頂板進(jìn)行大量的分析和研究，才能有針對性地選擇合理的支護(hù)方式跟支護(hù)所要運(yùn)用的材料，才能取得我們預(yù)期所要取得的效果，并且進(jìn)一步滿足工作面通風(fēng)、行人、運(yùn)輸材料的多方面要求。

三、兩種類型頂板壓力顯現(xiàn)分析

3.1破碎頂板壓力顯現(xiàn)分析

直接頂破碎的煤層，我們在進(jìn)行回采或者是掘進(jìn)時(shí)，由于暴露時(shí)間的增長和范圍的不斷擴(kuò)大，頂板會(huì)慢慢地發(fā)生斷裂、下滑甚至是脫落。從目前我國的大多數(shù)煤礦一般認(rèn)為，破碎頂板巷道支撐的支架上覆巖層的應(yīng)力應(yīng)該是均勻地分布在巷道的頂梁柱上的。它的壓力主要還是由直接頂冒落高度、支架間的距離和巷道的寬度所決定的。

3.2堅(jiān)硬頂板壓力顯現(xiàn)分析

對于那些直接頂完整型和直接頂堅(jiān)硬型的煤層來說，頂板如果暴露一定的范圍，他不會(huì)馬上冒落，還會(huì)在存在一定的時(shí)間，起到一定的保護(hù)和支柱作用，此時(shí)的頂板容易出現(xiàn)懸臂的狀態(tài)。據(jù)此，我們可以得出一個(gè)結(jié)論，就是直接頂作用在支架上的壓力主要受直接頂厚度、懸頂寬度、支架伺距的影響，當(dāng)頂板厚度和支架間距一定時(shí)，壓力的大小就取決于懸頂寬度。

四、沿空留巷的作業(yè)工序

沿空留巷是通過混凝土充填泵泵送充填材料至工作面留巷處，留設(shè)充填墻體隔離采空區(qū)并與原巷內(nèi)支護(hù)共同承載形成巷道系統(tǒng)，因此充填墻體的留巷必須連續(xù)可靠。

它的大致流程如下：材料運(yùn)輸、移架、架后支護(hù)、清理→鋪設(shè)鋼筋→機(jī)械立?！鷶嚢栎斔汀涮睢逑幢?、管路。

具體為：1、清理、支模：將機(jī)頭充填模板支架拉移后，管理好巷道頂板，然后清理巷道底板虛矸至實(shí)茬，拉移架后機(jī)械模板框，根據(jù)架后高度調(diào)整充填模板至合適高度。

2、鋪設(shè)鋼筋：嚴(yán)格按照規(guī)定要求在機(jī)械模架內(nèi)布設(shè)鋼筋骨架與金屬網(wǎng)片，并用鐵絲將各鋼筋接頭連接牢固可靠。

3、攪拌輸送：檢查確定混凝土充填泵工作狀況正常，管路暢通后，即可進(jìn)行材料的攪拌輸送。進(jìn)料要均勻連續(xù)，要嚴(yán)格控制配水的水灰比，進(jìn)水管要安裝壓力表，保證供水均壓，水量均衡。掌握設(shè)備的工作壓力，防止管路阻塞。

4、充填清洗、拆模：高添量粉煤灰膏體混凝土材料進(jìn)入留巷充填模，要觀察材料的平流堆積狀況，材料要充滿充填模并接頂充分。充填工作完成后，要及時(shí)放專用清洗球用清水清洗充填管道及泵，原則上清洗管道污水要通過留巷內(nèi)設(shè)置的水倉排出留巷內(nèi)，不能對工作面及留巷產(chǎn)生影響。充填后拆模前動(dòng)態(tài)觀測充填體的強(qiáng)度和礦壓顯現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

五、沿空留巷支護(hù)方式和支護(hù)材料的選擇

分析完了施工的大致流程后，我們可以從這些流程中學(xué)會(huì)如何解發(fā)現(xiàn)和解決問題，下面我們將詳細(xì)探究解決的方式和方法。

5.1巷道斷面及支護(hù)形式

膠帶巷為矩形斷面，錨、網(wǎng)、索、W鋼帶聯(lián)合支護(hù)。全寬4.2m，凈寬4.0m，全高3.9m，凈高3.8m。

5.2補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)

（1）頂板加強(qiáng)。頂板采用錨索梁補(bǔ)強(qiáng)的方式，形成“4-3-4-3”的錨索布置。鋼絞線規(guī)格為Ф22×6300mm，配合大托盤并壓平鋼板施工。

平鋼板的規(guī)格為長×寬×厚=2500mm×350mm×12mm，每塊鋼板布置三個(gè)長圓孔，孔中心距1000mm。

大托盤規(guī)格為300mm×300mm×12mm。形成“3”的錨索采用“一梁三錨”的形式，間距1000mm，排距800mm；形成“4”的錨索采用“一梁三錨+一單體錨索”的形式，間距1000mm，排距800mm，單體錨索配300mm×300mm×12mm、150mm×150mm×12mm大小兩塊托盤施工，垂直頂板鉆眼，眼孔深度6000mm，每孔采用三卷Z2455樹脂藥卷加長錨固。錨索預(yù)緊力不低于90kN，錨固力不低于200kN。具體支護(hù)參數(shù)見圖4—1。

（2）非回采幫加強(qiáng)。非回采幫采用Ф22×2000mm螺紋鋼錨桿配合3.2m×5mm五眼的“W5”鋼帶、200mm×200mm×12mm托盤及5×1.0m菱形金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，金屬網(wǎng)長邊相互搭接0.1m，短邊與原巷頂板金屬網(wǎng)搭接0.1m，每隔0.2m用14#雙股鐵絲系一扣，每扣扭結(jié)不少于3圈。W鋼帶垂直頂?shù)装?，錨桿間距為0.75m，排距為0.8m，距頂板300mm處布置最上部的一根螺紋鋼錨桿。每根錨桿使用Z2455樹脂藥卷各兩根進(jìn)行錨固，錨桿初始扭矩為150—200N·M，最終扭矩為250—300N·M。具體支護(hù)參數(shù)見圖4-1。

（3）膠帶巷的補(bǔ)強(qiáng)加固支護(hù)工作必須超前回采工作面200m完成，以完全避開采動(dòng)影響區(qū)。

5.3堅(jiān)硬頂板風(fēng)巷沿空留巷支護(hù)方式選擇護(hù)，防止放炮時(shí)崩倒木棚

木棚要架設(shè)在底板較為堅(jiān)硬的土質(zhì)上面，對于堅(jiān)硬頂板煤層，風(fēng)巷沿空留巷支架主要受煤上，嚴(yán)禁架設(shè)在浮煤或浮矸上，木棚要正規(guī)迎山懸頂寬度和采高影響。巷道上幫由于受煤體的支有勁，嚴(yán)禁出現(xiàn)空幫、空頂、空肩、淋肩現(xiàn)象。折損的撐，壓力較小，而下幫的壓力要遠(yuǎn)大于上幫，是支護(hù)木料要及時(shí)更換，要設(shè)專人維護(hù)巷道，保持巷道支護(hù)的重點(diǎn)。因此，應(yīng)選擇架設(shè)“一梁三注”梯形木棚，效完好、暢通。果較好。如果懸頂范圍較大，應(yīng)在留巷下幫懸頂處，沿巷邊每隔3—5 m增設(shè)木垛，或加打密積木點(diǎn)柱，起到加強(qiáng)支護(hù)、切頂、抵御冒落大塊矸石沖擊作用。

5.3移架

5.3.1為保證割煤后充填段頂板完整，需要提前在機(jī)頭進(jìn)行擴(kuò)幫補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。

5.3.2充填支架向前移五個(gè)步距（大約3.0m）后，在留巷處采用三排戴帽點(diǎn)柱支護(hù)頂板，3.8m（或4.5m）單體液壓支柱為腿，距充填墻體0.2m支設(shè)一排，距墻體幫1.0m支設(shè)一排，膠帶巷煤柱幫一排延伸至留巷內(nèi)。

5.3.3機(jī)頭充填支架每移五個(gè)步距（3.0m），充填一次；如遇頂板破碎段，視現(xiàn)場頂板情況可采取四個(gè)、三個(gè)步距或兩個(gè)步距充填一次。

5.3.4調(diào)整機(jī)頭模板支架時(shí)，由專人指揮，支架周圍5m范圍內(nèi)禁止人員進(jìn)行無關(guān)操作，支架拉移到位后，確定支架穩(wěn)定可靠后，方可允許人員進(jìn)入5m范圍內(nèi)進(jìn)行其他作業(yè)。

六、小結(jié)

該技術(shù)現(xiàn)運(yùn)用于沙曲礦，其24207大采高工作面采用上述方法，風(fēng)巷成功沿空留巷600 m，回收煤炭資源16.5萬t。這樣之后，不僅僅節(jié)約了改造巷道的一大筆費(fèi)用，還可以節(jié)約材料的投入，另外，還可以使得煤炭資源得到回收利用，這在一定程度上就減輕了工作緊張，接替麻煩的局面。這個(gè)技術(shù)目前已經(jīng)日趨完善，在以后的應(yīng)用中必將發(fā)揮出更大的作用，為煤炭開采區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造更大、更多的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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