可縮自適應沿空留巷技術的推廣應用

魏峰

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

關鍵詞：可縮自適應；沿空留巷；應用

中圖分類號： TD713 文獻標識碼： 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214采區，其東西兩側分別為112161工作面，北部為214采區下山保護煤柱，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 可縮自適應沿空留巷技術說明

2.1 KYKSZ-A型礦用沿空留巷式可縮柱設計

①可縮柱的結構：可縮柱的結構如圖1所示，為適應巷道高度的變化，其內、外筒為可嵌套的2節無縫鋼管。上節和下節均為長度2000mm的無縫鋼管，2節無縫鋼管之間搭接長度不小于500mm。上節無縫管管徑為φ325×8mm；下節無縫管管徑為φ299×8mm?？煽s柱內砂石通過上節的充填口進行物料的充填和下節的卸壓口進行釋放。②充填料構成：充填料由砂石混合料組成，為提高其膠結程度，添加了少量生石灰，砂石混合料質量配比為砂：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，能夠進行高、低的調整，適應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；可縮性可實現讓壓、卸載；后期砂石混合料密實后具有較強的支護阻力。

3 沿空留巷工藝流程

3.1 主要工藝流程

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

3.2 具體施工方法說明

3.2.1 沿空留巷超前支護

超前回采工作面50m，對巷道進行超前加固，加固方式為：沿巷道走向打設兩排錨索梯子梁，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 按線支設可縮柱

可縮柱采用20號無縫鋼管焊制，上下節鋼筒長度均為2m，套接部分可自由伸縮，可適應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。打設時，兩人配合作業，先將上下兩節鋼筒套接，按線扶正，然后使用單體液壓點柱提升上節筒使其接頂，并配合8號鐵絲將上節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整上節筒，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?？煽s柱接頂后，在兩側單體支撐座下分別打設液壓點柱，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液壓點柱。

3.2.3 向可縮柱內充填砂石混合料

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

3.2.4 打設留巷與采空區間隔離墻

充填完畢后，在可縮柱靠近采空區側鋪設鋼筋網，鋪設高度為巷道高度，金屬網用14號鐵絲固定到可縮柱采空區側幫吊鉤上，與相鄰網片搭接不小于100mm，每200mm用14號鐵絲連接一道。然后依次向網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上，板梁沿走向鋪設，間距為1m，并根據后期擋矸效果適當縮小或放大間距。皮帶用鐵絲穿孔固定到板梁上。

4 施工設計

4.1 施工設備布置

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

4.2 施工技術要點及技術措施

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

4.2.1 錨索梯子梁預加固

①在設計沿空留巷段巷道內開始處超前回采工作面50m開始對頂板進行預加固。②錨索梯子梁嚴格按線打設，間排距、預緊力等技術參數符合技術要求。③錨索打設角度應垂直于頂板。

4.2.2 超前支設可縮柱

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

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，即可進行混合料充填。充填過程中，噴漿手握緊噴漿機噴頭對準充填口向柱體內充填，手動控制進水，通過卸壓口密切觀察混合料流動性，并嚴格控制水量，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，然后再進行充填并持續振動，以確保模具內的混合料充填均勻、密實。待混合料溢出后，說明接頂嚴密，停止注漿。對于接頂不嚴的可縮柱必須進行二次接頂。二次接頂時可適當調整水灰比，以降低混合料流動性。④可縮柱充填工作完成后，關閉噴漿機開關，將管路接頭和下一可縮柱的填充口對接牢固，重復上述操作充填可縮柱。整個充填過程中下節柱體的卸壓口始終處于關閉狀態。⑤可縮柱充填工作完成后，三天內每班通過下節筒的卸壓口，觀察混合料凝結情況，待混合料流動性消失后，即打開卸壓口蓋板，將可縮柱內水排出，并始終保持打開狀態。

4.2.4 打設密閉墻及隔離墻

①在沿空留巷段起始端建立密閉墻，擴散通風距離超過5m時則必須用局部通風機供風。②密閉墻為磚墻，砌筑牢固，嵌入煤幫、底板的基礎不小于200mm，厚度不小于500mm。緊貼密閉墻里側事先擺好木垛，木垛寬度不小于3m，接頂嚴實。隔離墻由噴砼、鋼筋網、板梁、廢舊皮帶組成，其中鋼筋網、板梁、廢舊皮帶配合14號鐵絲，固定到可縮柱上下節筒吊鉤上。網兩端與相鄰可縮柱上的網片搭接，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集中對采空區側進行噴漿作業，噴漿厚度以覆蓋住鋼筋網為宜，但不小于30mm厚，噴漿平整度符合質量標準化要求，并定期灑水養護。

4.3 勞動組織

采用三八作業制，早、中、夜三班負責打設錨索梯子梁預加固，每班需打設錨索15根，上3m梯子梁5塊。早班對已撤除液壓點柱段進行噴漿作業，只對隔離墻噴漿，則噴漿量為：巷高3m×日進度3m=9m2。中夜班生產班，在工作面緊跟支架尾梁打設可縮柱，同時打設隔離墻，每班支設2根可縮柱。

4.4 礦壓觀測

112145工作面沿空留巷監控量測的主要內容有：周期來壓，頂底板移近量，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每30m打設一個頂板離層儀，用來觀測巷道內頂底板移近量和頂板離層情況，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，單位技術人員與原始數據比較，確定頂底板移近量和兩幫移近量。并將每天數據上報技術部。

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，對水的治理嚴重制約著留巷施工的進度。結合現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，用風泵及時將水抽入采空區。這樣就保證了施工進度。

6 結論

①巷旁支護體具有可伸縮性，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錨索與可縮柱的聯合切頂作用，阻斷了老空區頂板壓力的傳遞，巷幫自動形成，進一步減小了圍巖變形，省去了一幫的錨網支護。

參 考 文 獻

[1] 何獻平.沿空留巷巷道支護技術[J].河北煤炭，2010（3）：29-31.

[2] 王占忠.沿空留巷聯合支護技術[J].甘肅科技，2006（10）：38-39.

[3] 康紅普.深部沿空留巷圍巖變形特征與支護技術[J].巖石力學與工程學報，2010（10）：35-40.

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