无煤柱开采沿空留巷防止漏风的安全技术措施

2026/4/23 17:14:07

但都是应用到一些采面地压相对较小并且煤层赋存条件较好的无自然发火的低瓦斯矿井。而且应用情况也不能令人满意。

这种方式因为支护材料品种多,工作量大,支护效果差,采空区隔离效果差等问题现在很少应用。图表 3?1 密集圆木点柱矸石堆垛

编辑本段2.2. 矸石堆垛方式应该淘汰

矸石堆垛法是一种看似简单经济的做法,但因为该方法不能达到及时有效支撑顶板,容易造成顶板过量下沉导致巷道不利于回采工作。这种方式虽然材料单价低,但会消耗大量的人力,而且隔离效果很差,因此适应面很小。一些好的方法的出现会加速这一方法的淘汰。图表 3?2 薄煤层袋装矸石堆垛

编辑本段2.3. 砌体墙法存在缺陷

采用预制块砌墙可以克服上述2.1和2.2节所述密集柱和矸石堆垛的许多缺陷,能够基本形成一道隔离采空区的密闭墙体。但该方法还是不能解决墙体与顶板的接顶问题,往往会造成顶板过量离层使得支护效果不佳。应该在此基础上进行改进。图表 3?3 预制混凝土砌块

编辑本段2.4. 高水高效充填支护法事倍功半

随工作面在采空区所在一侧构筑巷帮充填体形成巷帮支护带。该支护方法一般使用材料强度低,用量大且不能有效控制直接顶的离层和及时切断直接顶,不利于保持巷道的稳定性。同时,由于成本高,支护效果差,现场实际应用很少见。

该方法的最大优点是充填范围大,适应性广,施工机械化程度高。 该方法的最大缺点是:支护强度低很难适应沿空巷道的高压突变

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性;材料成本很高。图表 3?4 充填灌浆 图表 3?5 巷旁充填

编辑本段2.5. 现浇混凝土隔墙法实践证明较好

经过近几年实践证明,混凝土墙体虽然有价材料用量大。但该方法适应性广,承载力高,能够形成足够的切顶强度,安全可靠。现在已经被广泛接受。 混凝土墙的缺点在于其比较高的工程费用和施工的复杂性以及强度上升的速度不能适应高产高效矿井工作面。还有一些施工方法不能保证墙体及时紧密贴顶。这种技术方案的施工方法主要有:

2.5.1. 大型自移式沿空留巷充填支架

该支架大大提高了沿空留巷的安全性,其结构复杂,支架独立性、灵活性强、适应性以及安全性强,使用效果好。

缺陷:混凝土结构施工完成后不能紧贴顶板,导致顶板离层,增加了留巷维护费用。

2.5.2. 桶柱方式巷帮支护法

桶柱间距为1.4一1.8米,桶柱施工数量少,降低了工作量,施工速度快,减少了对工作面生产的影响,保障了工作面的正常推进,桶柱内混凝土的标号到300#,其试件抗压极限强度为30Mpa“,直径为600一660mm的混凝土桶柱的最大支撑力可以达到976OkN。但封闭采空区不方便。效果比整体混凝土墙体差。

2.5.3. 膏体混凝土

膏体混凝土,其主要成分是硅酸盐水泥、砂、粉煤灰及膏体混凝土外加添加剂。凝固速度快、早强的特制充填体,其最大强度能达到

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2 MPa。充填体宽2.5 m,高3.4 m。

这种方法的优点是膏体状便于施工。缺点是强度和采矿关系的不协调性,导致材料用量大很多。

2.5.4. 柔性模板技术

柔性模袋技术出现在上世纪早期。将此工艺用到沿空留巷是一个创新。这一技术2006年由中国矿业大学和邯郸矿务局首先应用到沿空留巷的隔离墙施工上并取得一些成果,但由于使用的是高水材料存在许多问题没有得到推广。而后2009年由西安科技大学和邯郸矿务局合作将此技术改良并以混凝土作为充填取得良好效果。这一技术的应用使得现浇混凝土技术在沿空留巷的施工工艺得到简化。但这一技术的显著缺点是混凝土的预制过程非常复杂。需要将石子砂子烘干与水泥和外加剂按照比例干混搅拌后二次装袋运到井下后再次加水搅拌后送入混凝土泵输送。技术工艺还是相当复杂的。下图是现场应用效果。图 3?6 袋注混凝土技术的应用

编辑本段2.6. 现浇混凝土隔墙技术评价

在过去的沿空留巷实施中,失败比成功多。因此对沿空留巷技术产生了副作用,大多数人失去信心。通过近几年的研究终于使人们认识到过去沿空留巷的失误多是因为隔离墙的强度和支护接顶问题造成的。近几年现浇混凝土技术隔墙的应用给沿空留巷技术带来了新的生机。混凝土的先天的优势能够满足工程需要。虽然混凝土是目前理想的隔墙方法,但还是有一些不足。

目前混凝土施工中的主要缺陷是:

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l 使用钢模板的各种支架或模板都存在模板漏浆,影响施工质量;

l 钢模板很难解决墙体接顶问题,容易造成顶板与墙体之间形成不均匀空缝,容易造成顶板过量下沉导致支护效果大打折扣;

l 现浇混凝土强度需要28天的最终强度,任何添加剂也只能保证先期强度的上升。并不能保证任何情况下完全满足回采动压的需要,因此,只能靠加大混凝土墙体尺寸解决,造成混凝土的浪费;

l 柔性模板能够解决接顶和漏浆问题,但不规则的外表会造成混凝土有效承载利用率下降。一次柔性模板不适合于采高超过2米。一次性柔性模袋成本较高。

2.7. 封闭注浆砌筑技术(惠兴田教授的专利02985583491) 矸石充填虽然支护效果差,但具方便简单廉价特征;换句话说,只要能够克服矸石充填法的支护贴顶初撑力问题,就会形成一种廉价高效的沿空留巷技术方法。砌体结构虽然材料用量大,运输施工都有不便,但具有较大变形情况下的较高初撑抵抗能力。换句话说,只要能够提高砌体结构的初撑能力,这种具有初撑能力的砌体结构将会比现浇混凝土更优秀。 封闭模铸砌体就是为了克服上述两种方法的缺陷产生的一种全新的隔离墙结构。封闭注浆指的是将砌体干砌成到一个封闭的袋模具内形成一个袋模包裹的干砌体结构,然后通过高压将水泥浆体注入这个封闭到袋模中的干砌体的细小空隙内形成一个具有强力支撑力的新的混凝土结构。因此,这样的砌体施工技术具有几个显著优点:预制砌块能够保证最佳混凝土效果,比现场泵注的自密实混凝土

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