可縮自適應(yīng)沿空留巷技術(shù)的推廣應(yīng)用

魏峰

摘 要：本文以112145工作面運料巷沿空留巷技術(shù)為實例，闡述了可縮自適應(yīng)沿空留巷技術(shù)，為可縮自適應(yīng)沿空留巷提供了寶貴經(jīng)驗，具有廣泛的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：可縮自適應(yīng)；沿空留巷；應(yīng)用

中圖分類號： TD713 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）04-182-2

1 工作面簡介

辛安礦112145工作面位于辛安區(qū)214采區(qū)，其東西兩側(cè)分別為112161工作面，北部為214采區(qū)下山保護(hù)煤柱，南部為井田邊界煤柱，工作面走向長度1200m，煤層平均厚度4.2m。

2 可縮自適應(yīng)沿空留巷技術(shù)說明

2.1 KYKSZ-A型礦用沿空留巷式可縮柱設(shè)計

①可縮柱的結(jié)構(gòu)：可縮柱的結(jié)構(gòu)如圖1所示，為適應(yīng)巷道高度的變化，其內(nèi)、外筒為可嵌套的2節(jié)無縫鋼管。上節(jié)和下節(jié)均為長度2000mm的無縫鋼管，2節(jié)無縫鋼管之間搭接長度不小于500mm。上節(jié)無縫管管徑為φ325×8mm；下節(jié)無縫管管徑為φ299×8mm?？煽s柱內(nèi)砂石通過上節(jié)的充填口進(jìn)行物料的充填和下節(jié)的卸壓口進(jìn)行釋放。②充填料構(gòu)成：充填料由砂石混合料組成，為提高其膠結(jié)程度，添加了少量生石灰，砂石混合料質(zhì)量配比為砂：石子：生石灰=1.0：1.6：0.5，加水和振動可提高混合料流動性和均勻密實性。

2.2 可縮柱的主要特點

①具有良好的可縮性，能夠進(jìn)行高、低的調(diào)整，適應(yīng)不同巷道的高度變化。

②初期具有較強的初撐力，形成主動支護(hù)；可縮性可實現(xiàn)讓壓、卸載；后期砂石混合料密實后具有較強的支護(hù)阻力。

3 沿空留巷工藝流程

3.1 主要工藝流程

工作面超前支護(hù)（打錨索、支可縮柱）→按線支設(shè)可縮柱→充填砂石混合料→工作面割煤、移架→可縮柱掛網(wǎng)、打設(shè)隔離墻→下一循環(huán)。

3.2 具體施工方法說明

3.2.1 沿空留巷超前支護(hù)

超前回采工作面50m，對巷道進(jìn)行超前加固，加固方式為：沿巷道走向打設(shè)兩排錨索梯子梁，其中一排沿巷中線布置，另外一排沿可縮柱施工線布置，距巷幫700mm，間距1300mm，錨索規(guī)格為Φ21.6×7000mm的鋼絞線，并與1.5m長16號直梯子梁連鎖。

3.2.2 按線支設(shè)可縮柱

可縮柱采用20號無縫鋼管焊制，上下節(jié)鋼筒長度均為2m，套接部分可自由伸縮，可適應(yīng)2.5～3.5m的巷高?？煽s柱沿巷道走向布置，可縮柱中心線距巷道中心線1.158m，間距1m，留巷寬度3.0m。

可縮柱超前回采工作面30m打設(shè)。打設(shè)時，兩人配合作業(yè)，先將上下兩節(jié)鋼筒套接，按線扶正，然后使用單體液壓點柱提升上節(jié)筒使其接頂，并配合8號鐵絲將上節(jié)鋼筒固定到頂板梯子梁或梯子梁上，以防止可縮柱傾倒傷人。提升過程中需時時調(diào)整上節(jié)筒，使單體支承座方向平行于巷道中心線，且充填口朝向行人側(cè)?？煽s柱接頂后，在兩側(cè)單體支撐座下分別打設(shè)液壓點柱，固定可縮柱，單體液壓點柱初撐力以使可縮柱接頂嚴(yán)實為宜。滯后工作面20—50m撤掉液壓點柱?？煽s柱可代替一排超前支護(hù)液壓點柱。

3.2.3 向可縮柱內(nèi)充填砂石混合料

可縮柱打設(shè)完畢后，向筒內(nèi)充填砂石混合料直至可縮柱內(nèi)充填密實，注料期間利用振搗器振搗混合料。

3.2.4 打設(shè)留巷與采空區(qū)間隔離墻

充填完畢后，在可縮柱靠近采空區(qū)側(cè)鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，鋪設(shè)高度為巷道高度，金屬網(wǎng)用14號鐵絲固定到可縮柱采空區(qū)側(cè)幫吊鉤上，與相鄰網(wǎng)片搭接不小于100mm，每200mm用14號鐵絲連接一道。然后依次向網(wǎng)上固定半圓木板梁和廢舊皮帶作為隔離墻。半圓木板梁可利用14號鐵絲固定到金屬網(wǎng)上，板梁沿走向鋪設(shè)，間距為1m，并根據(jù)后期擋矸效果適當(dāng)縮小或放大間距。皮帶用鐵絲穿孔固定到板梁上。

4 施工設(shè)計

4.1 施工設(shè)備布置

根據(jù)該礦實際，混凝土制作設(shè)備采用礦用噴漿機，考慮到運料方便、水源、供風(fēng)等因素，噴漿機布置在運煤內(nèi)。噴漿機選用JPS6IH煤礦用噴漿機。

4.2 施工技術(shù)要點及技術(shù)措施

可縮自適應(yīng)沿空留巷的施工要點包括：超前錨索梯子梁預(yù)加固、超前支設(shè)可縮柱、充填混合料、打設(shè)密閉墻及隔離墻四部分。

4.2.1 錨索梯子梁預(yù)加固

①在設(shè)計沿空留巷段巷道內(nèi)開始處超前回采工作面50m開始對頂板進(jìn)行預(yù)加固。②錨索梯子梁嚴(yán)格按線打設(shè)，間排距、預(yù)緊力等技術(shù)參數(shù)符合技術(shù)要求。③錨索打設(shè)角度應(yīng)垂直于頂板。

4.2.2 超前支設(shè)可縮柱

①超前工作面30m打設(shè)可縮柱。打設(shè)可縮柱前，要將打設(shè)地點底板浮煤浮矸等雜物清理干凈，確保可縮柱打設(shè)在堅硬平整的實底上，對于軟弱底板可縮柱要穿鐵鞋。②可縮柱打設(shè)應(yīng)保持豎直，并有一定的應(yīng)山角，用兩根單體液壓點柱對稱布置在可縮柱兩側(cè)，頂住單體支承座提升接頂，再用8號鐵絲配合上節(jié)筒吊鉤固定，液壓單體要求初撐力不宜過大，已能夠保證上節(jié)筒接頂嚴(yán)實為宜?？煽s柱可代替一排起超前支護(hù)作用的液壓點柱。

4.2.3 充填混合料

①混合料利用噴漿機充填。②檢查確定噴漿機工作狀況正常，管路暢通后，即可進(jìn)行混合料充填。充填過程中，噴漿手握緊噴漿機噴頭對準(zhǔn)充填口向柱體內(nèi)充填，手動控制進(jìn)水，通過卸壓口密切觀察混合料流動性，并嚴(yán)格控制水量，確保砂石混合料攪拌均勻，和易性滿足輸送要求。③充填同時開啟模具外壁的振動裝置，每次充填高度1m后，振動5min，然后再進(jìn)行充填并持續(xù)振動，以確保模具內(nèi)的混合料充填均勻、密實。待混合料溢出后，說明接頂嚴(yán)密，停止注漿。對于接頂不嚴(yán)的可縮柱必須進(jìn)行二次接頂。二次接頂時可適當(dāng)調(diào)整水灰比，以降低混合料流動性。④可縮柱充填工作完成后，關(guān)閉噴漿機開關(guān)，將管路接頭和下一可縮柱的填充口對接牢固，重復(fù)上述操作充填可縮柱。整個充填過程中下節(jié)柱體的卸壓口始終處于關(guān)閉狀態(tài)。⑤可縮柱充填工作完成后，三天內(nèi)每班通過下節(jié)筒的卸壓口，觀察混合料凝結(jié)情況，待混合料流動性消失后，即打開卸壓口蓋板，將可縮柱內(nèi)水排出，并始終保持打開狀態(tài)。

4.2.4 打設(shè)密閉墻及隔離墻

①在沿空留巷段起始端建立密閉墻，擴散通風(fēng)距離超過5m時則必須用局部通風(fēng)機供風(fēng)。②密閉墻為磚墻，砌筑牢固，嵌入煤幫、底板的基礎(chǔ)不小于200mm，厚度不小于500mm。緊貼密閉墻里側(cè)事先擺好木垛，木垛寬度不小于3m，接頂嚴(yán)實。隔離墻由噴砼、鋼筋網(wǎng)、板梁、廢舊皮帶組成，其中鋼筋網(wǎng)、板梁、廢舊皮帶配合14號鐵絲，固定到可縮柱上下節(jié)筒吊鉤上。網(wǎng)兩端與相鄰可縮柱上的網(wǎng)片搭接，搭接長度不小于100mm。③噴漿施工：支撐可縮柱的液壓點柱回撤后，每10m集中對采空區(qū)側(cè)進(jìn)行噴漿作業(yè)，噴漿厚度以覆蓋住鋼筋網(wǎng)為宜，但不小于30mm厚，噴漿平整度符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化要求，并定期灑水養(yǎng)護(hù)。

4.3 勞動組織

采用三八作業(yè)制，早、中、夜三班負(fù)責(zé)打設(shè)錨索梯子梁預(yù)加固，每班需打設(shè)錨索15根，上3m梯子梁5塊。早班對已撤除液壓點柱段進(jìn)行噴漿作業(yè)，只對隔離墻噴漿，則噴漿量為：巷高3m×日進(jìn)度3m=9m2。中夜班生產(chǎn)班，在工作面緊跟支架尾梁打設(shè)可縮柱，同時打設(shè)隔離墻，每班支設(shè)2根可縮柱。

4.4 礦壓觀測

112145工作面沿空留巷監(jiān)控量測的主要內(nèi)容有：周期來壓，頂?shù)装逡平?，兩幫移近量，頂板離層。

觀測手段：支架上支撐力顯示、頂板離層儀、盒尺測量。

112145工作面沿空留巷段內(nèi)每30m打設(shè)一個頂板離層儀，用來觀測巷道內(nèi)頂?shù)装逡平亢晚敯咫x層情況，每10m建一個測點，量測留巷時巷高、巷寬，并建立臺賬，每天安排專人實測，單位技術(shù)人員與原始數(shù)據(jù)比較，確定頂?shù)装逡平亢蛢蓭鸵平?。并將每天?shù)據(jù)上報技術(shù)部。

5 沿空留巷實施過程中存在的問題

由于沿空留巷施工地點臨近工作面，工作面裂隙水、設(shè)備冷卻水都流到工作面下頭，在留巷施工初期，對水的治理嚴(yán)重制約著留巷施工的進(jìn)度。結(jié)合現(xiàn)場實際我們改變施工工藝，臥底時先臥兩個墩柱坑，用其中一個作為臨時的水窩，用風(fēng)泵及時將水抽入采空區(qū)。這樣就保證了施工進(jìn)度。

6 結(jié)論

①巷旁支護(hù)體具有可伸縮性，在一定程度上降低巖梁的運動速度，以減少沿空留巷圍巖變形量。②錨索與可縮柱的聯(lián)合切頂作用，阻斷了老空區(qū)頂板壓力的傳遞，巷幫自動形成，進(jìn)一步減小了圍巖變形，省去了一幫的錨網(wǎng)支護(hù)。

參 考 文 獻(xiàn)

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