柔模支护快速沿空留巷开采技术

柔模支护快速沿空留巷开采技术
沿空留巷是在采煤工作面采过之后，将区段平巷用专门的支护材料进行维护，作为下区段的平巷。

采用沿空留巷技术，可有效的解决回采工作面上隅角瓦斯积聚的问题，同时又实现了无煤柱开采，减少巷道的掘进量，缓解矿井衔接紧张的情况；节约掘进费用，提高矿井综合经济效益；煤炭的全部回收延长了矿井寿命，提高社会效益。

××煤矿××工作面采用泵送混凝土柔模注浆技术进行沿空留巷，“泵送混凝土柔模注浆沿空留巷技术“是预先用纤维织物制作纤维柔性模袋，将柔模袋放置留巷建墙位置，通过用混凝土泵将大流动性混凝土搅拌物充填到柔模袋中，利用柔模袋透水不透浆的特性，将多余的水分排出，降低水灰比，提高混凝土的支护强度，在采空区留巷位置形成一个混凝土连续墙式支护结构。

混凝土连续墙具有高阻力、早支撑、安全性高，施工速度快等优点，实现了切顶卸载，达到巷道变形量小、维护效果好，使巷道断面满足生产需要。

一、工作面生产条件
××综采工作面位于××煤矿三采区，工作面标高＋595～＋630m，该工作面开采山西组3＃煤层，煤层厚度1.48～2.41m，煤层倾角1°～4°，煤层结构简单，煤的普氏硬度1－1.5，基本顶的普氏硬度4.0，直接顶的普氏硬度1.6，直接底的普氏硬度2.19。

煤层直接顶为泥岩，性脆、块状构造，厚3m左右；老顶为细砂岩，较硬、中厚层状，厚7.5m左右；直接底为泥岩，较软、层理发育，厚3.57m。

本工作面可采走向长度1545m，倾向长度170m，采用走向长壁后退式综合机械化采煤法，一次采全高，全部垮落法处理采空区顶板，采用“三八”制作业，两班生产，一班检修及充填，在运输巷进行沿空留巷。

运输巷顶板采用锚网索配合14#槽钢进行支护，锚杆规格为φ20×2200mm，锚杆下压3.8m的钢筋圈梁，间距为900mm，排距900mm；锚索规格为φ17.8×6300mm，锚索下压14#槽钢进行支护，间距900mm，排距900mm；煤帮采用规格为φ16×1800mm的左旋螺纹钢锚杆支护，间距900mm，排距900mm。

二、沿空留巷支护充填工艺
1、充填工艺及支护材料依据××工作面现场实际情况，考虑到充填体的效果及围岩结构的适应性，充填操作的难易程度，充填与工作面生产之间的协调等因素，决定采用长距离泵送混凝土支护工艺，混凝土支护材料作为巷旁充填体，将水泥、优质粉煤灰、石子及添加剂（缓凝剂、润滑剂、膨松剂）按一定的比例配合而成。

配比基本要求：胶凝材料340kg/m ³以上并加入适量优质粉煤灰，砂率50-55%，最大料粒＜25mm，坍落度20-23cm，水灰比为3:5（体积比）。

沿空留巷宽度3500mm，充填墙体宽度1200mm。

2、充填泵的安装位置及规格充填泵安装在运输巷距工作面800m处，硐室规格为长×宽×高=30×2.5×2.5m，在硐室内安装充填泵及设置储料平台，硐室全断面进行喷浆，喷
浆厚度100mm。

3、充填区域的顶板管理
在工作面机头铺设1.1×4m长的钢塑网，采用五根Φ20×2200mm螺纹钢树脂锚杆配合3.2m长五孔的钢筋圈梁压网支护，以巷道煤帮侧开始每隔750mm布置一根锚杆，每排5根，锚杆垂直顶板支护，排距为600mm，采煤机每循环一次机头施工一排锚杆。

端头支架前移后，及时在端头支架后侧使用圆木点柱及单体支柱进行支护，距煤帮5500mm使用圆木打一排点柱，间距600mm；再在距煤帮4750mm及3450mm使用单体液压支柱打两根点柱进行支护，间距1300，排距500mm。

工作面在推进过程中，为防止端头支架破坏顶板支护的锚杆，在端头支架的前梁上加垫方木（1200×200×120mm），保证支架的初撑力及锚杆的扭矩。

为了防止沿空留巷内的顶板下沉或出现底鼓显现，在沿空留巷内距煤帮1700mm、3000处分别支设两根圆木点柱，圆木点柱的上下方分别布置一根1500×200×120mm的方木。

沿空留巷平面布置图
4、充填区域的瓦斯管理充填体靠采空区侧为空气不流通区域，有可能出现瓦斯超限现象，而该区域需要工作人员频繁进出，因此必须采取合理的通风措施，确保该区域作业安全。

为解决瓦斯问题，在采空区内每隔6m预埋一根φ200mm的抽放管进行抽采，并在支架尾部与柔模之间设置挡风帘，减小该区域的瓦斯浓度。

5、柔模支设柔模规格：长×宽×高=2000×1200×2500（2700）mm，在柔模内预留的直孔内穿入φ10mm的拉筋，以更好的提高承载和抗变形能力；在吊挂孔内穿入φ22×2400mm的钢筋棍，钢筋棍外露长度200mm，使用DW-25或DW-28型单体液压支柱戴柱帽压住柔模两侧的钢筋棍，确保柔模接顶严密。

三、充填体材料强度指标
四、沿空留巷的矿压观测
在沿空留巷内共布置四个测点，间距50m，观测结果表明，靠采空区侧的顶板下沉速度和下沉量要明显大于煤帮侧，顶底板的移近量也大于靠煤帮侧的顶底板的移近量，巷道两帮的相对变形量平均小于100mm，巷道顶底板的相对移近量平均都小于100mm，充填体完好无破损，所留巷道状况良好，能够满足下一区段回采作为回风巷使用的各项要求。

五、结论
泵送混凝土柔模注浆沿空留巷技术在××煤矿××工作面取得了圆满成功，采用泵送混凝土柔模注浆技术可靠，工艺简单，经济合理。

沿空留巷不仅解决了采掘衔接紧张状况，而且可大幅度的提高矿井资源回收率，延长矿井服务年限，是矿井安全生产和改善矿井技术经济结果的一项先进的开采工艺，具有深远的经济和社会效益。