中厚煤層綜采“袋—網(wǎng)—錨矸石墻”沿空留巷方法

摘 要：結(jié)合某煤礦11307綜采工作面的工程地質(zhì)條件，研究了由矸石袋、金屬網(wǎng)、防護鋼帶及錨索等配套構(gòu)件組成墻體，其具有較強的支護承受力、抗壓縮及變形能力，提出了袋-網(wǎng)-錨矸石墻沿空留巷技術(shù)，通過工程實踐留巷與回采獲得成功，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟和社會效益。

關(guān)鍵詞：袋-網(wǎng)-錨；矸石墻；施工方法；沿空留巷

1 引言

沿空留巷是我國煤炭工業(yè)實現(xiàn)無煤柱開采的重要技術(shù)發(fā)展方向[1-3]。隨著無煤柱開采技術(shù)的發(fā)展，我國在沿空留巷理論與技術(shù)研究方面取得了比較大的業(yè)績，尤其是在巷旁支護、巷內(nèi)支護以及煤幫加固技術(shù)已十分成熟。但不可否認(rèn)的是在推進速度較快的綜采工作面如何采用沿空留巷技術(shù)仍存在著一些技術(shù)難題，從而限制了沿空留巷技術(shù)在我國更廣泛地推廣應(yīng)用。為此，本文研究了袋-網(wǎng)-錨矸石墻體，是一種新的沿空留巷方法。

2 工程地質(zhì)概況

11307工作面開采3上煤層，地面標(biāo)高+33.4m，工作面標(biāo)高-600～-648m。南部為-650m軌道聯(lián)絡(luò)巷，北部為XF40斷層，西部為-650m軌道、膠帶巷，東部為3上煤層露頭。

11307工作面采用綜合機械化回采工藝；11307運順沿煤層頂板和底板施工，工作面上下平巷采用錨（索）網(wǎng)+鋼帶聯(lián)合支護。

3 袋-網(wǎng)-錨矸石墻沿空留巷方法

3.1 袋-網(wǎng)-錨矸石墻設(shè)計

根據(jù)礦壓規(guī)律，矸石袋墻抗變形的能力較差，在標(biāo)準(zhǔn)實驗室試驗條件下，變形量可達(dá)20%以上，工程實踐表明，矸石袋墻的橫向變形能力需要提高。為此，在實際應(yīng)用中在矸石袋墻體中置入錨栓來約束墻體的橫向變形，以提高矸石袋墻體的抗壓能力和整體支護性能。

采用塑料編織袋裝入矸石后，人工進行堆放。堆放完畢后在矸石袋墻兩側(cè)鋪設(shè)高強度塑料網(wǎng)（也可以用金屬網(wǎng)），網(wǎng)要封底封幫，鋪網(wǎng)后對矸石袋墻架設(shè)緊固錨栓和防護鋼帶。根據(jù)上述留巷方法的特點，稱這種方法為袋-網(wǎng)-錨矸石墻沿空留巷方法。

在袋-網(wǎng)-錨矸石袋墻體中，所述的每兩兩正對的防護鋼帶上穿設(shè)有3根錨栓，分別位于其頂部、中部和下部。錨栓垂直穿設(shè)兩對夾持墻體側(cè)壁的防護鋼帶，且錨栓貫穿墻體厚度，由其兩端處緊固，整體形成錨栓與防護鋼帶共同作用，雙向緊固墻體。每對防護鋼帶上穿設(shè)的3根錨栓等分均布，從而其所施加的雙向夾持力均等分布，使墻體受力均勻，緊湊性及支護承受力高。11307工作面平均采高3.5m，在垂直方向布置3根錨栓，上錨栓距頂板700mm，下錨栓距底板高度1000mm，中錨栓距上、下錨栓距800mm。上、中、下錨栓都用走向鋼帶聯(lián)接形成一個整體。在錨栓安裝托盤和螺母時應(yīng)在矸石袋墻體兩幫側(cè)掛高強塑料網(wǎng)或金屬網(wǎng)，網(wǎng)要封頂封底。錨栓材質(zhì)使用20mm的螺紋鋼。

3.2 袋-網(wǎng)-錨矸石墻施工措施

矸石袋墻體位置位于采空區(qū)內(nèi)，采用塑料編織袋裝矸石碼放成墻，墻體寬度4m，墻高3.5m。（1）壘矸石袋采用“由下而上”、“由老塘側(cè)向煤壁側(cè)”的順序進行，隨壘隨回撤柱梁，壘矸石袋時的作業(yè)空間必須有臨時支護，矸石帶壘砌接頂后，必須用木塊、木楔接實頂；（2）矸石袋采用袋裝矸石壘設(shè)，裝矸石的袋子為長0.8m的編織袋，入袋的矸石塊度≯0.1m，裝袋時裝填長度≯0.6m；（3）袋裝矸石人工裝袋，袋口必須用鐵絲捆緊；（4）壘設(shè)矸石帶前，必須清理干凈該處浮煤；（5）壘設(shè)矸石袋必須不少于兩人配合施工，并安專人負(fù)責(zé)監(jiān)護，待頂板穩(wěn)定后方可進行施工；（6）壘設(shè)矸石袋時必須認(rèn)真執(zhí)行敲幫問頂制度，提前處理危險；（7）壘砌矸石袋時，要嚴(yán)格按設(shè)計間排距安裝墻體錨桿，當(dāng)壘砌到錨桿安設(shè)的位置和高度時，鋪放一根錨桿；（8）由于巷道高度大，為便于碼砌，砌墻時碼成三個不同高度的臺階（圖1）。

4 沿空留巷試驗效果分析

袋-網(wǎng)-錨矸石墻沿空留巷方法在某礦中厚煤層11307工作面綜采工作面進行了實驗應(yīng)用，取得很好效果。

（1）根據(jù)試驗巷道的礦壓觀測數(shù)據(jù)分析，頂?shù)鬃畲笠平?050mm，兩幫最大移近量630mm；巷道斷面最大收縮率48%；頂?shù)装迤骄平?52mm，兩幫平均移近量265mm，平均斷面收縮率22%。在下區(qū)段工作面復(fù)采時，經(jīng)過適當(dāng)臥底后，能滿足生產(chǎn)使用要求，留巷獲得成功。

（2）通過墻體應(yīng)力計觀測數(shù)據(jù)分析，各應(yīng)力計受力在5～7MPa之間，說明矸石袋墻能夠承受巷道頂板結(jié)構(gòu)施加于墻體的載荷，留巷墻體較好地實現(xiàn)了抗壓、讓壓作用。袋-網(wǎng)-錨矸石墻具有較高抗縮能力和整體支護性能，能夠承受上覆巖層結(jié)構(gòu)施加的載荷，留巷能夠保持穩(wěn)定；

（3）11307綜采面采用袋-網(wǎng)-錨矸石墻沿空留巷成功，說明袋-網(wǎng)-錨矸石墻支護技術(shù)是科學(xué)可行的，為沿空留巷的發(fā)展提供了一個新的技術(shù)途徑。

參考文獻：

[1]尚海濤.煤炭作為我國基礎(chǔ)能源的重要地位不可動搖[J].中國煤炭，2001（04）.

[2]林東才，賈傳洋，欒恒杰，王冠趙.錨栓網(wǎng)帶矸石袋墻沿空留巷技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 山東科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2015（02）：1-6.

[3]張文志.高強度錨桿支護巷道沿空留巷支護技術(shù)[J].煤礦開采，2005，10（03）：41-2.

作者簡介：林偉立（1975-），男，山東濱州人，本科，工程師。endprint