沿空留巷技術(shù)在綜采工作面運順的應(yīng)用

摘要：無煤柱開采是合理開發(fā)煤炭資源，提高煤炭回收率，減少巷道掘進(jìn)量，緩解采掘緊張關(guān)系，改善巷道維護，有利于礦井安全生產(chǎn)和改善礦井技術(shù)經(jīng)濟效果的一項先進(jìn)的地下開采技術(shù)。本文通過在神華寧夏煤業(yè)集團石溝驛煤業(yè)分公司010608綜采工作面運順實施沿空留巷技術(shù)，采用透水不透漿柔性模板替代剛性模板，將混凝土注入柔性模板內(nèi)，在采空區(qū)與運順之間砌筑一道密閉混凝土連續(xù)墻，彌補回采造成的巷道一幫的缺失，與原有巷道內(nèi)的支護形成一個整體，共同承擔(dān)回采動壓及其它的巷道壓力，以便該巷作為下一個工作面回順使用，收到了良好效果。

關(guān)鍵詞：綜采工作面 沿空留巷 柔模 泵注混凝土

0 引言

石溝驛煤業(yè)分公司010608工作面位于井田一采區(qū)四區(qū)段南翼，工作面西南側(cè)（上側(cè)）是010606采空區(qū)，東北側(cè)（下側(cè)）是設(shè)計的010610工作面（未采動），010608綜采工作面運順走向長度1450m，布置在六煤層中，掘進(jìn)范圍內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，層理分明，節(jié)理發(fā)育，硬度較小，掘進(jìn)層位內(nèi)六煤厚度在1.8～2.4m之間變化，即巷口處煤層厚度1.84m，切眼口煤層厚度2.4m，煤層平均厚度2.1m，煤層傾角12°，其中煤層中上部含有一層0.1m夾矸，夾矸厚度穩(wěn)定，煤巖普氏系數(shù)f=1～4。直接頂為粉砂巖，老頂為泥質(zhì)中粒砂巖，直接底為泥巖，老底為粉砂巖。

1 巷道原支護設(shè)計

010608綜采工作面運順為矩形斷面，寬度4.65m，高度3.05m，原支護設(shè)計為錨桿、錨索支護，頂板和巷道下幫錨桿為Ф20×2200mm螺紋鋼錨桿，頂板錨桿間排距800×900mm，下幫錨桿間排距800×800mm，上幫錨桿為Ф16×2000mm玻璃鋼錨桿，間排距800×900mm，錨索為Ф17.8×7000mm鋼絞線，間距3m。

2 沿空留巷方案

柔模泵注混凝土沿空留巷技術(shù)在010608綜采工作面運順實施，該巷道留巷后作為010610綜采工作面回風(fēng)巷使用。

2.1 沿空留巷設(shè)計

2.1.1 沿空留巷斷面

010610綜采工作面回風(fēng)巷斷面要求寬度不小于3m，在滿足巷道斷面要求的情況下，考慮到留巷后巷道后期變形量，決定將留巷后巷道寬度取為3.5m，預(yù)計留巷穩(wěn)定后巷道寬度3.3m，高度2.7m。

2.1.2 沿空留巷混凝土墻

由于巷道圍巖直接頂為粉砂巖，老頂為泥質(zhì)中粒砂巖，直接底為泥巖，老底為粉砂巖，頂?shù)装迨懿蓜印⑺裼绊懞缶鶠槟鄮r。為了解決軟底問題將留巷連續(xù)墻體做成矩形體，柔模混凝土墻設(shè)計強度C25，寬1.0m，高度3.05m，澆筑于巷內(nèi)。

為了增加混凝土后期強度，混凝土墻上設(shè)置錨栓，錨栓規(guī)格為：Φ22×1100mm，錨栓兩端絲扣各100mm，間排距為1m×1m。靠采空區(qū)一側(cè)采用木點柱，木點柱規(guī)格Φ200×3000mm，間距1m，木點柱不回收。其留巷支護斷面圖如下圖1、2所示。

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圖1 留巷支護及滯后支護斷面圖

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圖2 正常段頂板補強支護平面圖

2.2 沿空留巷超前補強支護設(shè)計

010608運順直接頂為粉砂巖，老頂為中粒砂巖，受采動及浸水影響頂板變?yōu)槟鄮r，因此在進(jìn)行沿空留巷前要對010608運順頂板進(jìn)行超前補強支護。對頂板采取打補強錨索補強。補強錨索采用Ф17.8×7000mm鋼絞線，補打三排：其中兩排以留巷中心線為基準(zhǔn)對稱布置，間排距2m×1.8m；另一排在靠近采空區(qū)側(cè)肩窩處，錨索排距1.2m。

2.3 沿空留巷滯后支護設(shè)計

在沿空留巷過程中，受劇烈采動影響的僅是工作面前后方的某一地段，隨著工作面采過一定距離，采動影響也逐漸減弱，所以沒有必要對整條巷道都按劇烈采動影響的要求進(jìn)行支護，這就只需要進(jìn)行臨時滯后支護。

據(jù)石溝驛煤業(yè)分公司實際經(jīng)驗，010608工作面運順滯后支護選用DZ3150單體支柱配合9#π型鋼梁支護，一梁四柱，間排距0.8m，滯后工作面支護距離100m，以防止回采過程中礦壓顯現(xiàn)對預(yù)留巷道的破壞。滯后支護斷面圖如圖1所示。

2.4 柔模泵注混凝土

2.4.1 柔性模板

柔性模板的尺寸必須結(jié)合巷道斷面大小及施工條件綜合考慮。考慮混凝土支護體澆注與原煤層賦存位置的關(guān)系，考慮到施工誤差以及柔性模板的富余量，選擇兩種規(guī)格的柔性模板：長×厚×高=2×1.0×3.5m和3×1.0×3.5m。柔模上設(shè)有灌注口和錨栓孔等預(yù)留孔，方便灌注。

2.4.2 泵注混凝土

柔模泵注混凝土支護技術(shù)的最大創(chuàng)新就是利用了柔性模板的透水不透漿特性，這就要求混凝土必須有很大的流動性，但大的流動性又不能對設(shè)計強度有所削弱，這使得柔模泵注混凝土設(shè)計與普通的混凝土設(shè)計有所不同，在保證流動性的同時也要加大水泥的用量。

混凝土設(shè)計標(biāo)號C25，柔模泵注混凝土設(shè)計與普通混凝土設(shè)計相比，第一，砂率要比普通混凝土大；第二，石子的最大粒徑要與輸送管的直徑、輸送距離及柔模厚度相適應(yīng)；第三，攪拌的混凝土水灰比和塌落度要符合混凝土和易性的要求。

混凝土配合比

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2.4.3 柔模泵注混凝土原理

010608工作面運順沿空留巷采用柔模泵注混凝土支護方式，具體過程是預(yù)先制作柔性模板，柔性模板通過單體支柱固定在巷內(nèi)靠采空區(qū)一側(cè)，之后用混凝土泵將大流動性混凝土拌和物灌入柔模中，利用柔模透水不透漿的特性，將多余的水分排出，降低水灰比，實現(xiàn)混凝土的物理與化學(xué)自密實，混凝土強度達(dá)到設(shè)計要求，這樣在巷道內(nèi)部就形成一個混凝土連續(xù)墻式支護結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)論

柔模泵注混凝土支護方法繼承了混凝土連續(xù)整體支護的剛性，為沿空留巷中的剛性巷旁支護。巷道施工后，根據(jù)現(xiàn)場觀測，巷道兩幫和頂板移近量較小，不到300mm，但是底鼓量平均為500mm，最大800mm，在巷道使用前，需要起底使巷道達(dá)到設(shè)計高度要求。總體來說，巷道基本上穩(wěn)定，頂板完整，能滿足使用需要。