柔?；炷裂乜樟粝锛夹g(shù)應(yīng)用

陳 偉

(平頂山天安煤業(yè)股份有限公司 十二礦, 河南 平頂山 467013)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，煤礦資源的需求量正在逐年增加。合理高效的煤炭開采技術(shù)，能夠有效解決煤炭資源回收率低的問題[1].沿空留巷技術(shù)能夠減少原來留保護(hù)煤柱造成的煤炭資源損失，可以保留一條回采巷道，緩解采掘銜接緊張問題，消除孤島工作面,是目前常用的提高回采率的技術(shù)[2-4].

按照巷旁支護(hù)方式分類，沿空留巷可分為構(gòu)筑充填墻體成巷和切頂成巷[5].柔?；炷潦┕ぜ夹g(shù)通過將充填漿液灌注到充填模板中，構(gòu)筑充填墻體，是一種常見且高效的沿空留巷巷旁支護(hù)方式[6].

1 工程概況

平煤十二礦25070工作面位于礦井東翼25采區(qū)，水平標(biāo)高-780 m，地面標(biāo)高+37.0 m，工作面標(biāo)高-793～-711 m，該工作面東鄰25050工作面，西靠25090工作面，北到薄煤層邊界，南為25采區(qū)軌道上山。工作面開采二2煤層，走向長度1 132 m，傾斜長度175 m，煤層平均厚度2.5 m，平均傾角7°，煤層屬簡單結(jié)構(gòu)中厚穩(wěn)定煤層。煤質(zhì)為貧煤，煤巖類型以亮煤為主，硬度較大，為Ⅱ～Ⅲ類，構(gòu)造煤不發(fā)育。工作面頂?shù)装迩闆r見表1.

表1 煤層頂?shù)装鍘r性情況表

25070綜采工作面為高瓦斯工作面,在沿空留巷設(shè)計施工過程中，既要保持巷道圍巖的穩(wěn)定，又要保證回風(fēng)瓦斯?jié)舛仍诎踩秶?。因此，采用柔?；炷裂乜樟粝锸┕ぜ夹g(shù)，實現(xiàn)無煤柱煤與瓦斯高效共采，提高煤炭資源回采率。

2 柔?；炷裂乜樟粝锸┕ぜ夹g(shù)

2.1 柔性模板設(shè)計

25070工作面沿空留巷采用人工鋪掛柔性模板。掛設(shè)柔性模板時，吊掛柔模必須密貼頂板，底板采用混凝土澆筑厚度不少于300 mm的平整堅實基礎(chǔ)，兩柔模之間必須貼緊，從而確保澆筑后柔模之間以及柔模與頂?shù)装逯g無縫隙。

柔性模板掛設(shè)好后，將錨栓穿入柔性模板預(yù)留孔內(nèi)，然后在錨栓兩端安設(shè)托板及螺母。加固柔模的錨栓采用d22 mm×1 500 mm螺紋鋼錨桿，兩端使用雙螺帽固定。柔性模板長度一般為2.4 m和3.0 m，高度要大于澆筑空間高度，一般富余0.3 m.沿空留巷柔模高度不低于3 m；厚度為混凝土厚度，即上部為1.4 m，下部為1.4 m，錨栓孔的間排距為1 000 mm×1 000 mm.根據(jù)煤層厚度變化選擇柔性模板掛吊高度。灌注口為3層，內(nèi)層置于柔性模板內(nèi)，防止泵注完成拔管時漏漿，外面兩層與輸送管綁扎連接，長度為400 mm.沿空留巷柔模墻體必須按中線施工，采用激光定位，確保施工后柔模成一條直線，偏差不超過200 mm.

2.2 巷道支護(hù)設(shè)計

采用鉸接梁配合單體液壓支柱對巷道進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù),并在每塊鉸接梁下使用一梁兩柱，單體柱間距為600 mm.頂板錨桿采用d20 mm×2 200 mm螺紋鋼錨桿，間排距為700 mm×700 mm，頂板錨索規(guī)格為d17.8 mm×11 000 mm，間排距為1 500 mm×1 000 mm，錨索預(yù)緊力不小于200 kN,并且保證風(fēng)巷超前補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)錨索距工作面不少于25 m.工作面回采后，沿空留巷的支護(hù)采用柔模混凝土支護(hù)，原巷道內(nèi)的單體柱保留，并定期進(jìn)行維護(hù)，確保支護(hù)質(zhì)量。沿空留巷支護(hù)斷面示意圖見圖1.

圖1 沿空留巷支護(hù)斷面示意圖

2.3 施工方案

1) 柔?；炷僚浔取?/p>

與普通混凝土相比，泵注柔模的混凝土具有更高的技術(shù)要求?；炷列枰獫M足強(qiáng)度要求，并且可以進(jìn)行長距離泵送，在柔性模板內(nèi)應(yīng)具有良好的自密實性。柔?；炷僚浔缺硪姳?.

混凝土粉煤灰采用Ⅰ級磨細(xì)粉煤灰，外加劑采用柔性模板專用復(fù)合外加劑。混凝土5 d齡強(qiáng)度能達(dá)到設(shè)計值25 MPa.

表2 泵注混凝土配比表

2) 輸送機(jī)組位置選取。

柔?；炷林苽漭斔蜋C(jī)組KTRHZSJ-35生產(chǎn)能力為35 m3/h，該機(jī)組可靠輸送距離為400 m，最大運(yùn)輸距離為450 m.柔?；炷林苽漭斔蜋C(jī)組放置底板應(yīng)堅硬平整，供料方便，供水量不得小于25 m3/h.25070工作面需要澆筑巷旁支護(hù)的長度為770 m.由于煤礦井下運(yùn)輸、上料、攪拌、泵送和管道布置等條件的復(fù)雜性，為了安全可靠，決定第一個泵站布置在距離開切眼400 m左右位置，第二個泵站布置在距離停采線20 m以外。沿空留巷充填施工布置示意圖見圖2.

圖2 沿空留巷充填施工布置示意圖

3) 施工流程。

柔模混凝土施工流程：材料運(yùn)輸、架前支護(hù)、清理→鋪設(shè)鋼筋→人工立?！鷶嚢栎斔汀涮睢逑幢?、管路。具體施工流程見圖3.

圖3 柔模泵注混凝土施工流程圖

a) 清理、支模。將運(yùn)輸機(jī)尾端支護(hù)棚替棚后，支護(hù)填充頂板，然后清理巷道底板虛矸，施工模板框，根據(jù)替棚高度調(diào)整充填模板至合適高度。

b) 鋪設(shè)鋼筋。嚴(yán)格按照規(guī)定要求在留巷支護(hù)內(nèi)布設(shè)鋼筋骨架與金屬網(wǎng)片，并用鐵絲將各鋼筋接頭連接牢固。

c) 攪拌輸送。檢查確定柔?；炷林苽漭斔蜋C(jī)組工作狀況正常，管路暢通后，即可進(jìn)行材料的攪拌輸送。進(jìn)料要均勻連續(xù)，嚴(yán)格控制水灰比，進(jìn)水管要安裝壓力表，保證供水均壓。掌握設(shè)備的工作壓力，防止管路阻塞。

d) 充填模板。柔模混凝土材料進(jìn)入留巷充填模板，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。

e) 清洗、拆模。充填工作完成后，要及時清洗充填管道及泵，清洗管道污水要通過巷道內(nèi)設(shè)置的水路排出，不能對工作面及留巷產(chǎn)生影響。充填后拆模前動態(tài)觀測充填體的強(qiáng)度和礦壓顯現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

3 沿空留巷礦壓監(jiān)測分析

在留巷內(nèi)距離開切眼350 m左右位置，布置一組礦壓監(jiān)測站，監(jiān)測巷道表面位移變化情況。巷道表面位移的觀測采用單十字布線法，即在巷道頂?shù)装寮皟蓭椭胁坎贾没c，通過測量基點間的距離來確定巷道表面位移。繪制的巷道移近量隨工作面距離變化曲線見圖4.

從圖4中可以看出,兩幫累計移近量237 mm，其中充填體鼓出量130 mm，煤幫鼓出107 mm.頂?shù)装謇塾嬕平?61 mm，其中頂板下沉量96 mm，底鼓量65 mm.可以看出，充填體鼓出量大于煤幫鼓出量。頂?shù)装逡平肯鄬蓭鸵平孔兓淮?，以頂板下沉為主。分析認(rèn)為，巷道前期受到采動影響變形較大，后期巷道表面位移變化趨于平緩。兩幫移近量中充填體鼓出量占主要部分，巷道整體變形不大，能夠滿足通風(fēng)需求。

圖4 巷道變形監(jiān)測曲線圖

4 結(jié) 論

1) 在25070綜采工作面回采過程中，采用柔?；炷裂乜樟粝锸┕ぜ夹g(shù)，提高了煤炭資源的回收率，解決了工作面采掘接替緊張的問題。

2) 對巷道進(jìn)行支護(hù)設(shè)計，采用合理的混凝土配比，形成了一套柔?；炷裂乜樟粝锸┕ね暾墓に嚵鞒?。

3) 通過礦壓監(jiān)測分析，兩幫累計移近量237 mm，充填體鼓出量大于煤幫鼓出量。頂?shù)装謇塾嬕平?61 mm，以頂板下沉為主。巷道整體穩(wěn)定，能夠滿足工作面的通風(fēng)需求。