2206 工作面柔模泵注混凝土沿空留巷技術(shù)應(yīng)用

崔榮峰 王彥軍

（1.山西省臨汾市蒲縣能源局,山西 臨汾 041000；2.山西蒲縣宏源集團(tuán)郭家山煤業(yè)，山西 臨汾 041000）

柔模泵注混凝土沿空留巷技術(shù)有利于合理開發(fā)煤炭資源，提高煤炭回采率[1-2]，有利于改善巷道支護(hù)[3]、降低巷道掘進(jìn)率，有利于礦井安全生產(chǎn)、提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)[4-5]。郭家山煤業(yè)有限公司開采的2206 工作面采用沿空留巷，2206 沿空留巷工作面順槽長度1200 m，工作面長度160 m，現(xiàn)已回采400 m。由于工作面地質(zhì)構(gòu)造影響損失160 m，現(xiàn)剩余可采長度600 m。2206 工作面現(xiàn)狀示意圖如圖1所示。

1 柔模泵注混凝土沿空留巷技術(shù)機(jī)理

高性能自密實混凝土用輸送泵注入預(yù)先固定在巷道幫部的柔模袋中，具有較大的早期初撐力和可縮量，代替采空的煤炭對巷道頂板進(jìn)行支撐，巷道變形量小，在服務(wù)期巷道斷面滿足生產(chǎn)需求，維修費用較低。

圖1 2206 工作面現(xiàn)狀示意圖

2 巷道布置與Y 型通風(fēng)

2.1 基本支護(hù)

2206 工作面軌道巷基本支護(hù)采用錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護(hù)，選用Φ18 mm×1800 mm 螺紋鋼錨桿，錨桿排距為950 mm，間距850 mm，Φ100 mm×8 mm的金屬沖壓碟形墊片，外加Φ12 mm×4000 mm 鋼梁，鋼梁長邊垂直于巷道中線。前20 m 護(hù)幫護(hù)頂網(wǎng)用8#矩形冷拔絲網(wǎng)，規(guī)格2200 mm×1100 mm，幫網(wǎng)2500 mm×1100 mm；20 m 以后護(hù)頂用12#鐵絲菱形網(wǎng)，規(guī)格為2000 mm×1100 mm。

每5 m 在巷道中線位置補打一根5 m 長的錨索。錨索選用Φ15.24 mm 的鋼絞線配合鎖頭、槽鋼和托盤制作，用450 mm 長的槽鋼，每根錨索用4 根錨固劑一長（Z2388）三短（CK2340）錨固，錨索外露長度為20～30 cm。

2.2 加強支護(hù)

沿空留巷的頂板圍巖活動劇烈，且一巷兩用，服務(wù)時間長。頂板采用錨索梁進(jìn)行加固（圖2a），錨索規(guī)格Φ17.8 mm×6.0 m，巷內(nèi)錨索梁支護(hù)間排距2.0 m×1.9 m，巷旁補強錨索規(guī)格Φ17.8 mm×6.0 m，排距1.2 m。每根錨索采用4根錨固劑，一長（Z2388）三短（CK2340）錨固。采用W 鋼帶巷內(nèi)錨索組合支護(hù)，鋼帶長2400 mm。實體煤幫采用Φ20 mm×2200 mm 螺紋鋼錨桿、Φ12 mm×2000 mm 鋼梁、12#鐵絲菱形金屬網(wǎng)。錨桿間排距為800 mm×950 mm，每根錨桿采用1 節(jié)CK2340 和1 節(jié)Z2388 樹脂錨固劑進(jìn)行加長錨固，錨桿預(yù)緊力不小于100 N·m。

2.3 Y 型通風(fēng)

2206 工作面采用Y 型通風(fēng)方式，在回采過程中，將2206 工作面的軌道巷保留下來，作為2202 工作面的運輸巷。2206 工作面的軌道巷和運輸巷均進(jìn)風(fēng)，留巷和2202 工作面的軌道巷回風(fēng)，其中運輸巷是主進(jìn)風(fēng)巷，軌道巷是輔助進(jìn)風(fēng)巷。2206 工作面巷道布置與Y 型通風(fēng)如圖2 b 所示。

圖2 永久加強支護(hù)平面（a）及2206 工作面巷道布置與Y 型通風(fēng)（b）

3 柔模混凝土設(shè)計

（1）2206 工作面沿空留巷柔性模板尺寸：長×寬×高=3.0 m×0.8 m×3.0 m。即：柔性模板長度為3 m，高度大于澆筑空間高度，一般富余0.3 m，取3.0 m，厚度為混凝土厚度，即0.8 m。柔性模板上設(shè)有加筋繩、拉筋、錨栓孔、灌注口和翼緣。

（2）混凝土配合比。主要材料包括：砂子（河砂即可）、碎石（石子粒徑5～20 mm）、水泥（42.5普通硅酸鹽水泥）、外加劑、柔模、自來水。經(jīng)過實驗室混凝土配合比試驗，共送檢混凝土試塊一批次，共36 組，每組三個試塊。柔模泵注混凝土地面試驗分為9 種不同配合比，根據(jù)現(xiàn)場試驗最終確定表1 配合比為最優(yōu)。

表1 柔模泵注混凝土配合比

4 柔?；炷裂乜樟粝锸┕すに?/h2>

2206 工作面采用KTRHZSJ-25 柔?；炷林苽漭斔蜋C(jī)組。該機(jī)組主要包括地面柔模混凝土配料系統(tǒng)、地面柔?；炷粱旌舷到y(tǒng)、井下柔?；炷辽狭舷到y(tǒng)、井下柔?；炷林苽湎到y(tǒng)、井下柔?；炷帘盟拖到y(tǒng)和管道輸送等六大部分。其中井下柔?；炷帘盟拖到y(tǒng)采用“油缸+料缸”組成的混凝土推送機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、移動靈活、可靠性高、泵送壓力大和輸送距離長的特點。施工示意圖如圖3 所示。

圖3 澆注平面圖

5 應(yīng)用效果

（1）采用礦壓監(jiān)測儀器，對沿空巷道圍巖表面位移和支護(hù)結(jié)構(gòu)受力、變形進(jìn)行現(xiàn)場實測。巷道變形量與留20 m 煤柱時幾無增加，巷道永久支護(hù)沒有損壞，充分說明柔模充填支護(hù)能夠滿足安全生產(chǎn)需要。

（2）2206 工作面回風(fēng)巷留巷長度1000 m，煤層平均厚度1.1 m，密度1.4 t/m3，護(hù)巷煤柱20 m。采用沿空留巷以后，共計多采出煤炭資源3.08 萬t，噸煤利稅按照300 元計算，僅回收煤柱就可以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益924 萬元。順槽掘進(jìn)直接費4000 元/m，沿空留巷直接費2 990.83 元/m，每米巷道可以節(jié)省1 009.17 元，留巷1000 m，可以節(jié)省100.92 萬元。