專利名稱：一種無煤柱半原位沿空留巷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤礦井下開采的無煤柱半原位沿空留巷方法，適用于一般條件下的沿空留巷技術(shù)，尤其在采前巷道斷面比較大，且頂板巖性差，留巷修復(fù)系統(tǒng)齊備的條件下使用，效果更明顯。
背景技術(shù)：
為了提高煤炭資源的回收率，回收傳統(tǒng)采礦方式中留設(shè)的保護煤柱，可以采用一定的技術(shù)手段將上一區(qū)段的順槽重新支護留給下一個區(qū)段使用。沿空留巷，即沿采空區(qū)邊緣將已采工作面后方的回采巷道用支柱支設(shè)、砌筑矸石帶或充填混凝土的方法沿采空區(qū)保 留下來，作為下一工作面的回采巷道。沿空留巷技術(shù)是煤礦開采及回采巷道支護技術(shù)的一項重大改革，它減少巷道掘進量，緩解接續(xù)緊張；節(jié)約掘進費用，提高綜合經(jīng)濟效益；最大限度的回收煤炭，延長礦井壽命，提高社會效益；而且可以有效控制瓦斯爆炸和沖擊地壓的發(fā)生。根據(jù)充填墻體與采前巷道回采側(cè)幫部的相對位置關(guān)系，傳統(tǒng)的沿空留巷一般劃分為原位沿空留巷(圖I)、巷內(nèi)沿空留巷(圖2)或巷幫沿空留巷(圖3)。原位沿空留巷即保留原有巷道斷面尺寸的留巷方式，其初始留巷寬度大，基本與原巷道寬度一致，理論上預(yù)留變形空間大，能夠滿足下一工作面的使用要求。但過寬的初始斷面反而易造成更強的礦壓顯現(xiàn)，最后實際的巷道空間反而更小。而且由于充填墻體完全構(gòu)筑在采空區(qū)內(nèi)，構(gòu)筑時需要事先清理，影響了構(gòu)筑速度，且留巷頂板易被充填墻體切斷。巷內(nèi)留巷將整個充填墻體全部構(gòu)筑在采前巷道內(nèi)，墻體移近巷道的距離A與墻體的寬度相等，墻體外緣與采前巷道非回采側(cè)幫部重合。這種留巷方式構(gòu)筑墻體比較容易，初始斷面寬度小，而且能很好的接頂與防止有毒氣體的滲入，留巷幫頂及墻體整體性好。但留巷斷面寬度較小，往往不能滿足下一工作面回風(fēng)的需要，如果非回采側(cè)幫部變形不能有效控制或底鼓修復(fù)過于滯后，留巷斷面將難以保持。巷幫留巷即將充填墻體完全砌筑在了留巷內(nèi)，而且墻體與非回采側(cè)煤壁完全重合，此時的瓦斯抽采巷道可以布置在墻體內(nèi)部。此種留巷方式充填墻體砌筑時直接與非回采側(cè)幫部相接，充填墻體易構(gòu)筑；非回采側(cè)煤壁及頂板完整性保持穩(wěn)定，墻體上方即為原巷道頂板支護，不需要另外施工支護方式；充填墻體完整性易保持，不易發(fā)生旋轉(zhuǎn)或傾倒。但是，相鄰工作面回采時必須完成沿小煤柱或充填墻體進行重新掘巷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是基于以上技術(shù)問題，針對開采強度大、留巷時間長、有完善尾巷修復(fù)系統(tǒng)的工程條件的沿空留巷，提出的一種介于原位和巷內(nèi)沿空留巷之間的、有利于提聞頂板完整性和有效維護留巷斷面尺寸的一種沿空留巷方法(圖4)。該種沿空留巷的充填墻體邊緣一側(cè)在采前巷道回采側(cè)幫部內(nèi)一定距離A處，另一側(cè)在采空區(qū)內(nèi)。寬為A的墻體構(gòu)筑在原有巷道內(nèi)，由于原巷道的規(guī)整，使得墻體構(gòu)筑非常容易，而且易于接頂，防止了漏風(fēng)以及采空區(qū)內(nèi)有毒氣體的滲入。構(gòu)筑墻體時，墻體內(nèi)加入一種內(nèi)置三維加強筋加固沿空留巷充填墻體結(jié)構(gòu)，提高抗變形以及滑移能力，保證沿空留巷的安全。充填工藝的流程為a移工作面支架一b進行架后支護一c清理底板浮矸一d進行拉移模板一e立模—f攪拌運輸一g完成充填工藝一h清洗泵、管路本發(fā)明的無煤柱半原位沿空留巷方法，其沿空留巷的充填墻體的充填方法可以是高水高效充填支護法，也可以是現(xiàn)澆筑混凝土隔墻法。其中現(xiàn)澆注混凝土隔墻法又可采用大型自移式沿空留巷支架、膏性混凝土、柔性模板技術(shù)等。本發(fā)明的無煤柱原位沿空留巷方法，其對充填墻體的加固方式可以是①防止充填墻體向采空區(qū)滑移的抗剪錨桿加固方式用三維加強筋加強充填墻體的方式；③充填·墻體底板防滑的關(guān)鍵部位加強方式；④充填墻體底板防滑及完整性加固的關(guān)鍵部位加強方式。半原位沿空留巷，充填墻體一側(cè)在采前巷道內(nèi)，留巷的跨度大大減少，頂板完整性較好，降低礦壓顯現(xiàn)程度，有利于充填墻體的構(gòu)筑并且能夠保證更好的接頂。充填墻體內(nèi)置三維加強筋加固沿空留巷，能夠有效防止充填墻體的變形與側(cè)滑，墻體施工起來也簡單，安全可靠。尤其在原巷道寬度比較大且頂板巖性差，留巷修復(fù)系統(tǒng)齊備的條件下使用，效果明顯。


圖I是原位沿空留蒼/」、意圖。圖2是巷內(nèi)沿空留巷示意圖。圖3是巷幫沿空留巷示意圖。圖4是本發(fā)明即半原位沿空留巷示意圖如圖中所示1_采前巷道，2-充填墻體，3-采前巷道回采側(cè)幫部，4-充填墻體邊緣，5-米空區(qū),6-實體煤。
具體實施例方式一種無煤柱半原位沿空留巷方法實施步驟進行如下I.超前撕幫超前工作面，在留巷內(nèi)回采側(cè)進行撕幫，挑除偽頂，對頂板進行預(yù)加強支護。2.支架前移支架按照采煤步距依次往前移動，當(dāng)架后位移距離達到單個充填墻體長度時，進行充填。3.架后支護支架每移動一個步距都要及時對頂板進行支護，當(dāng)巷道采用架棚支護方式時，需提前挑棚。4.清理立模在工作面上出口支架后方待充填區(qū)域處，清理巷道底板虛矸，在巷道靠近回采側(cè)一定距離，固定好充填模板。然后在充填模型內(nèi)鋪上塑料膜或膠織袋，避免充填料泄漏。5.攪拌輸送檢查確定混凝土充填泵工作狀況正常，充填前清洗管路，并提前加入預(yù)制好的三維加強筋，加固充填墻體。進料要均勻連續(xù)，嚴格控制膏體的水灰比。注意觀察設(shè)備的工作壓力和狀況，防止管路阻塞。
6.充填清洗粉煤灰膏體混凝土材料進入留巷充填框架，要觀察材料的平流堆積狀況，材料要充滿充填模并接頂充分。充填工作完成后及時放清洗球用清水清洗充填管道及充填泵，清理充填泵站環(huán)境衛(wèi)生。原則上清洗管道污水排入采空區(qū)，不能對工作面、兩巷及留巷產(chǎn)生影響。拉移模板前動態(tài)觀測充填體的強度和礦壓顯現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。7.墻體加固待充填墻體砌筑完成后,達到標準強度,對充填墻體進行加固。重復(fù)以上步驟，直至該工作面采完，形成完整的半原位沿空留巷充填墻體。應(yīng)當(dāng)理解的是，上述具體實施方式
僅是例舉性說明，而不是對本發(fā)明的限制，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng) 屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種無煤柱半原位沿空留巷方法，其特征在于在沿空留巷內(nèi)，靠近本區(qū)段煤體側(cè)，超前工作面進行撕幫，破除偽頂，利用錨桿和/或錨索對工作面頂板進行超前輔助加強支護，并利用單體支柱進行臨時輔助加強支護；在工作面后方，沿空留巷內(nèi)靠近采空區(qū)一側(cè)，利用錨桿和/或錨索進行滯后輔助加強支護，并對留巷非回采側(cè)進行護幫錨索加固；然后，利用原有輔助加強支護，在工作面支架后方待充填區(qū)域處，撤離單體支柱，清理巷道底板虛矸，固定好充填模板，然后進行充填；充填墻體靠近實體煤的一側(cè)超出原有巷道幫部的距離為A，完成充填墻體工藝；最后,對充填墻體進行加固，所述的A大于O，小于充填墻體的寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無煤柱半原位沿空留巷方法，其超前工作面臨時輔助加強支護，距工作面的距離可以是O 80m，滯后工作面輔助加強支護距工作面的距離可以是O 250m ;超前撕幫缺口的寬度超過充填墻體O. 3m ;輔助加強支護錨桿支護的預(yù)緊力矩不低于200N · m，錨索的預(yù)緊力不低于80 IOOkN ;單體支柱的初撐力不低于70kN。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無煤柱半原位沿空留巷方法，充填工藝的流程為 a移工作面支架一b進行架后支護一c清理底板浮矸一d進行拉移模板一e立模一f攪拌運輸一g完成充填工藝一h清洗泵、管路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無煤柱半原位沿空留巷方法，其沿空留巷的充填墻體的充填方法是高水高效充填支護法或者現(xiàn)澆筑混凝土隔墻法，其中現(xiàn)澆注混凝土隔墻法是采用大型自移式沿空留巷充填支架、塊體混凝土和/或柔性模板技術(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無煤柱半原位沿空留巷方法，其特征在于所述的A優(yōu)選大于O.5m,進一步優(yōu)選大于I. Om,更進一步的優(yōu)選大于I. 5m。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無煤柱半原位沿空留巷方法，其特征在于所述的A不大于3.5m，優(yōu)選不大于3m，更進一步優(yōu)選不大于2. 5m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項所述的無煤柱半原位沿空留巷方法，所述的對充填墻體進行加固的方式包括①防止充填墻體向采空區(qū)滑移的抗剪錨桿加固方式；②用三維加強筋加強充填墻體的方式；③充填墻體底板防滑的關(guān)鍵部位加強方式；④充填墻體底板防滑及完整性加固的關(guān)鍵部位加強方式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煤礦井下開采的沿空留巷布置工藝，具體為一種無煤柱半原位沿空留巷方法，其主要特征在于在留巷工作面采用半原位砌筑充填墻體，隔離墻體邊緣一側(cè)在采前巷道回采側(cè)幫部內(nèi)一定距離A處，另一側(cè)在采空區(qū)內(nèi)。該方法使充填墻體一側(cè)布置在原有巷道內(nèi)，易于接頂，且留巷跨度適當(dāng)減少，易降低礦壓顯現(xiàn)程度，有利于維護留巷斷面尺寸和頂板的完整性。
文檔編號E21F15/00GK102852550SQ20121009381
公開日2013年1月2日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者張農(nóng), 鄭西貴, 張鵬沖, 季明, 闞甲廣 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)