墩柱沿空留巷
8472溜子道墩柱沿空留巷安全技术措施
1、人工抬运物料时，必须将沿途杂物、碎砟、淤煤清理干净。两人抬运同一物料时，使用同侧肩膀抬运，放下时必须听清统一口号，动作一致。
2、运料人员必须穿戴齐全手套、工作服、防砸靴等劳保用品，并扎紧衣袖。
（三）、使用锚索钻机打眼及切顶安全措施
1、施工人员必须熟知锚索钻机的性能，掌握有关机具性能和操作方法。
4、接顶不严实的墩子必须进行二次浇注接顶。
5、墩柱打设时，两人配合作业链条套在上节筒吊钩处，提升上节筒使其接顶，并配合８＃铁丝将上节钢筒固定到顶板铁丝网或锚索上，以防止墩柱倾倒伤人，并确保墩柱后期的接顶效果。
6、提升过程中需时时调整上节筒，使单体支承座方向平行于巷道中心线，且注料孔朝向行人侧。
8、墩柱打设工艺流程为：
按线扶正墩柱→调整、校正→打设液压点柱固定→泵注混凝土→下一循环→回撤已受力墩柱的液压点柱
9、墩柱打设完毕后，向筒内浇注砂石混合料，浇注高度与注料孔齐平，注料期间在排水孔处利用振捣器振捣混凝土。
10、墩柱内的注料利用喷浆机喷注，砂子、石子、生石灰质量配比为砂：石子：生石灰＝1.0:1.6：0.5。
8472薄煤综采工作面输送机道墩柱沿空留巷
安全技术措施
审批：
总工程师：2018年月日
主管副总：2018年月日
生产技术部：2018年月日
生产管理部：2018年月日
安全管理部：2018年月日
通风区：2018年月日
五采区：2018年月日
编制：2018年月日
8472薄煤综采工作面输送机道墩柱沿空留巷
安全技术措施
4、垒砌时，要拉好水平线和铅垂线，严格按线施工，保证墙体平、直。
10、爆破后，待工作面的炮烟吹散，放炮员、瓦斯检查工和班长必须首先巡视爆破地点，检查通风、瓦斯、煤尘、顶板、支架，拒爆、残爆等情况.经检查无危险后,方可人员进入。
浅谈墩柱式支护在沿空留巷中的应用
４ 墩柱施工工艺
墩柱模具 由地面加工成型运输到现场 ． 墩柱施工用料采用集中备 料、 集中浇注施工方式。墩柱浇注用材料在地面按 照质量 比砂 ： 石 子＝ １ ： １ ． ６ ，在井 上集中均匀拌制 。墩柱施工顺序 ：清理到 实底一 立设模 具一固定振动装置一开启喷浆机充填一二次充填接顶 。
科技・ 探索・ 争｜ ｜ ｌ
Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｊ Ｖ ｇ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
－
浅谈墩柱式支护在沿空留巷中的应用
栾 兴 亮 王 明波 刘 文 ｆ 兖州煤 业股 份有 限公司 济宁二 号煤矿 ， 山东 济 宁 ２ ７ ２ ０ ７ ２ ）
５ 效 益
５ ． １ 直接经济效益分析 ９ ３ ＿ Ｆ ０ ６ 工作 面若不采用 沿空 留巷技 术 ． 则需 留设 ３ ． ５ ｍ煤 柱护 巷． 该煤柱 的煤量 为： １ ５ ４ ７ ｍ ｘ ３ ． ５ ｅ ｒ ｘ ３ ． ０ ３ ｍ ｘ １ ． ３ ５ ｋ ｇ ／ ｍ ３ ＝ ２ ． ２ 万 ｔ 。按煤炭 售价 ５ ２ ０ 元／ ｔ 算， 回收煤柱效益就达 １ １ ４ ４ 万元
１ 工 作 面概 况
９ ３ ｆ ０ ６ 工作面位于九采 区中部 ，上部为九采 ３ ｔ 工作 面采空 区， 西侧 为 ９ ３ Ｔ Ｏ ７ 工作 面 ， 南 到井 田边界煤柱 ， 平均煤厚 ３ ． ０ ３ ｍ； 煤层产 状变化 大， 北部倾 角较大 ， 南部相对平缓 ． 煤 层结 构简单 ． 煤层普 氏系 数∞一般在 １ ． ９ １ 左右 ， 为软～ 中等 硬度煤 层 ； 老顶为平均厚 １ ２ ． ７ ７ ｍ中 砂岩 ， 直接底为平 均厚 １ ｍ泥岩 ， 老底 为平均厚 １ ． ２ ４ ｍ粉砂岩 ： 瓦斯绝 对涌 出量为 Ｏ ． ０ ２ ｍ ３ ／ ｍ ｉ ｎ ； Ｃ Ｏ ： 绝对涌 出量 为 ０ ． ４ ３ ｍ ３ ／ ｍ ｉ ｎ ； 煤尘具有爆炸 危 险陛， 煤尘爆炸指数为 ３ １ ． ３ ８ ～ ４ ３ ． ６ ７ ％： 煤层有 自然发火倾向 ． 自然发 火期 为 ３ ￣ ６个 月
自适应载荷可缩性墩柱沿空留巷技术在我单位的应用
自适应载荷可缩性墩柱沿空留巷技术在我单位的应用薄煤保护层开采是区域性防治煤与瓦斯突出最有效最经济的措施，薄煤层开采是解决羊东矿煤与瓦斯突出最有效的方法。
随着综合机械化采煤技术不断发展，薄煤层开采逐步也在应用综合机械化生产。
我单位于2013年7月开始至今应用薄煤综采工艺开采保护层，解放了2#煤突出煤层，有效解决我矿采掘衔接紧张的不利局面。
最终实现采掘有序，使我矿达到安全正常生产。
我单位于2019年10月结束8472工作面回采工作，该工作面回采期间在溜子道进行墩柱沿空留巷施工。
我单位首次采用了自适应载荷可缩性墩柱沿空留巷技术，保证了沿空留巷的施工效果，取得了可喜的经济效益和社会效益。
一、8472工作面地质概况：1、煤层概况：2、顶、底板情况：二、原巷道支护：巷道顶部采用锚网索配合高凸T型钢梁支护，锚索采用直径21.8mm高强度低松弛钢绞线，长度6.5m，锚固剂选用Z2335型树脂锚固剂两5个药卷，高凸T型钢带和专用T型钢带托板（规格：长×宽×厚=200mm×140mm×30mm）打设支护，锚索间距1m,排距1.4m。
高凸T型钢梁长度3.3m，均匀布置4个锚索孔（直径30mm）。
托板为200mm×140mm×30mm的高凸T型钢托板。
锚索预紧力不小于150kN。
两帮采取锚杆配合W钢带、金属菱形网封帮支护。
锚杆采用高强左旋无纵筋钢锚杆，锚杆长度2.2 m，直径18mm，锚杆外端头加装120×120×8mm的铁托板和长×宽×厚=2000㎜×160㎜×3mm W钢带进行预紧。
煤层锚杆平行于煤层打设，岩层锚杆垂直于岩面打设。
上帮封帮锚杆间距1m、排距700 mm，下帮封帮锚杆间距800mm、排距700mm（距底板锚杆高度大于1.2m时顺巷道方向补打一排锚杆配合W钢带封帮）；锚杆设计锚固力不小于64kN，螺母扭矩达到120N•m；用Z2335树脂锚固剂3卷端头锚固。
浅析厚煤层沿空留巷墩柱注浆支护技术应用
工 作 面 概述 两排 锚 杆 中 间 。 工 作 面运 输 巷 沿煤 层 顶板 布置 ， 梯 形 二 、沿 空 留 巷 断面 ３ ５ ． ６ ７ ｍ ，锚 带 网 支 护 ，锚 杆 采 用 １ 、 支护 方 式 ‘ ｐ ２ ２ ｍ ｍ × Ｌ ２ ２ ０ ０ ｍ ｍ全 螺 纹 钢 等 强 锚 杆 ； 顶 下 平 巷 在 推 进 过 程 中 ，对 其 沿 空 留 板 采 用锚 杆 配 ｗ 钢带 及 塑 钢 网支 护 。 巷 ，沿 空 留巷 采 用 钢 混 墩 柱 和锚 索进 行 图１ ） 。 巷 道 顶 板 破 碎 时 ， 以巷 道 中 心 线 为 基 准 永久 支 护 （
摘 要： 本 文根 据现 今科 技 趋 势发展 和 环境 变化 ， 探 讨 了无人 直升 机 在 电力 线路 工程 领 域 的应 用 ， 并 通过 实践 经验 ， 结合 实 际机型 设备 ， 对 无人 直升机 在 电力 线路 应 用前景 、 优缺 点 等方 面作 出了分析 ， 并就 如 何 实现 无人 直 升机 在输 电线路 工程 应 用 作 出了建议 ， 并 为工程 用 无人机 的 选择提 供 了数 据参 考 。 关 键词 ： 无 人直 升机 ； 飞行 控制 系统 ； 展放 牵引绳 ； 小型 张 力机
２
Ｑ ： Ｑ （ ２
工 业 技 术
Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｎｅ ｗ Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｒ ｏ ｄ ｕｃ ｔ ｓ
浅析 厚煤 层沿 空 留巷 墩 柱注浆支 护技术应用
刘 玉 元
（ 山东新矿 内蒙能源福城矿业公 司， 内蒙古
鄂 尔多斯 ０ １ ６ ２ １ ５ ）
大于 ｌ ｍ。
③２ 、 ４排采用中悬梁支护 ， 铰接顶梁
长度 １ ． ２ ｍ。
钢管混凝土墩柱与矸石墙沿空留巷技术
式 中，０为套箍指标 ， ＝
面 积 ，１ １ １ １ １ １ ；ｆ ｓ 为 钢管 的 屈服 极 限 ，Ｎ ／ ａｍ ｒ ， ｆ ｓ ＝ ２ ４ ５ Ｎ／ ｍｍ ；Ａ ｃ 为混 凝土 截面 面积 ，ｍｉ Ｔ ｔ 。 ；ｆ ｃ 为混凝 土轴 心 抗压
６ ６一
一
中国科 技信 息 ２ ０ １ ４年 第 １ ６ 期 Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ａ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ Ａ Ｎ Ｄ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ ＮＯ Ｌ ＯＧ Ｙ Ｉ ＮＦ ＯＲ ＭＡ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ａ ｕ ｇ ． ２ ０ １ ４
总造价低于一根单体液 压支柱价格 ，承载力 却增加 １ ０ 倍 以上；矸石就地取材 ，接近零成本，同时减少排矸量，一
举 两得 。
沿空留巷包括巷 内和巷旁支护 ，巷旁支护经历了矸石
墙 、木垛 、密集 支 柱 、砌 块 、充 填 支护 等 发展 过 程 。 目前
我国巷旁支护主要为充填体护巷，根据充填材料不同，大 致分为 ４ 种：高水速凝材料充填 、膏体材料充填 、柔模泵 注充填、快硬混凝土充填 。上述充填技术具有凝固速度快 、
ｌ ６ ． １ １ ７ ． ５
ｌ ８ ． ８
２ ７ ３
５ ２ ． ３
７ ６ ８ ． ３
３ １ ５ ９． １
相当于 ｌ ０ 根 单 体液 压 支柱 集 中承 载 ，大 幅 提 高 留巷稳 定 系数； （ ２ ）强度增长快，快硬核心混凝土 ２ ４ ｈ强度可增
￣ ｃ ｉ ｏ ｏ ＋２ ｏ ）
¨
（ １ ）
， ；Ａｓ 为钢管的截面
长至 ２ ０ ＭＰ ａ ，３ ｄ即可达到 ４ ０ ＭＰ ａ以上 ，可以使钢管 混 凝土墩柱快速承载 ，强力切顶； （ ３ ）工艺简单 ，临时 顶 板支 护 、码 放矸 石 袋 、空 钢管 墩 柱架 设 并 向墩 柱灌 注 混
W1305工作面回风顺槽沿空留巷墩柱施工安全技术措施
编号：GHNY2013-AJC 级别：W1305工作面回风顺槽沿空留巷墩柱施工安全技术措施山西高河能源有限公司综采二队二〇一三年二月W1305工作面回风顺槽沿空留巷墩柱施工安全技术措施总裁：总工程师：分管经理：安全副总：生产副总：机电副总：通风副总：安全部：总工办：机电部：通风部：运输部：生产技术部：审核：队长：编制：措施审批意见表规程（措施）内审记录现场调研报告危险源及危害因素辨识W1305工作面回风顺槽沿空留巷墩柱施工安全技术措施为加强工作面沿空留巷顶板支护，同时有效减少支护材料投入，提高经济效益，根据合作公司统筹安排，在W1305工作面回风顺槽沿空留巷使用高水充填材料代替原木垛进行支护，为保证施工安全，特制定本安全技术措施。
一、高水充填材料简介高水充填材料是一种能在高水灰比条件(W/C=1.7:1)下快速凝结的特种水泥，该材料以硫铝酸盐水泥熟料为基料，加入石膏、石灰、复合缓凝剂、悬浮剂、复合速凝剂等配制而成，为了使用方便，高水充填材料分甲料、乙料两部分，按1:1的比例配合使用。
甲料浆和乙料浆相互混合则在5分钟左右初凝，20分钟左右快速凝结硬化，2个小时抗压强度达到4.48MPa （2540.9KN ），1天抗压强度达到9.14MPa （5183.9KN ），7天达到10.36MPa （5875.8KN ），28天达到11.51MPa （6528KN ）最大。
充填系统：2个搅拌桶搅拌甲料浆、2个搅拌桶搅拌乙料浆，双液充填泵分别对两种浆液加压，两趟高压管路输送浆液，在回采工作面后方留巷位置充填到充填袋内混合、凝固。
高水充填材料甲料浆、乙料浆按1:1的比例配合使用。
由于甲料浆、乙料浆单独放置不凝结，而一旦混合则快速凝结硬化。
为防止浆液在搅拌、运输过程中凝结、堵塞管路和充填泵等设备，需分别搅拌和泵送甲料浆、乙料浆。
高水充填材料的这种水化硬化反应过程可描述如下：二、施工工艺及流程 （一）施工工艺：施工工艺流程图如图1所示：监控充填情况搅拌桶加水搅拌桶加料31卡上钢筋网吊挂充填袋清理浮煤加水、拌料搅拌桶加料开动搅拌机搅拌桶加水充填点准备准备卸料检修2进行充填开泵供料监控出浆46清洗整理清理充填点5开泵供清水清洗设备结束检查充填袋整体架设情况图1沿空留巷充填工艺流程图（二）设备布置在回风顺槽距工作面150m 处设置充填泵站，如图2所示。
墩柱式留巷技术解决上隅角瓦斯的应用
张常雷 徐仁桂 （ 内蒙古 煤炭科学研究 院有 限责任公 司， 内蒙古 呼和浩特 ０ １ ０ ０ １ ０ ）
摘 要： 上隅角瓦斯浓度问题一直关 系着 煤矿 能否安全 、 高效的生产。为解 决某集团某矿 区高瓦斯矿 井回采 工作面上隅 角和回 风顺槽瓦 斯浓 度 ， 对该矿区引进墩柱式留巷新技术来替代原有 的木垛支护技术 。通过 在 ３ ２ ０ ３回采 工作面 回风 巷现场工 业性试 验对 新型 墩柱 留巷技术进行 了应用 ， 并通过矿压观 测及现场考察等方法对新 旧沿空留巷技术进 行 了分析研 究 ， 得知墩柱 留巷 技术 能有 效 地控制围岩变形 ， 从而确保了上隅角瓦斯的排放 ， 对于上隅角瓦斯上限问题的解决有很好的效果。 关键词 ： 瓦斯； 上隅角； 墩柱式留巷； 矿压观测
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — １ ０ — ２ ４ 作者简介： 张常雷（ １ ９ ８ ６ 一） ， 男， ２ ０ ０ ８ 年毕业于辽宁工程技术大学资源与环境工程学院矿物资源工程专业， 现在内蒙古煤炭科学 研究院有限责任公司从事煤矿设计工作。
在不影 响回采工作面生产 的前提下 ， 如何 有效地 治理上隅角瓦斯超限问题备受关注。某矿区利用高水 材料充填墩柱技术替代原有 的木垛支护方式 ， 显著地 降低了回采工作面上隅角瓦斯 的浓度 ， 确保 了回采工 ห้องสมุดไป่ตู้面的安全 、 高产推进。
１工 程概 况
动规律 相适 应 。
某矿区位于沁水煤 田东部 中段长治勘探 区， 该矿 区主采煤层 瓦斯赋存量高 ， 为高瓦斯矿井。为了降低 高瓦斯矿井综放 工作面上 隅角和 回风顺槽 的瓦斯浓 度， 该矿区采掘巷道设计为两进两回的“ 双ｕ ” 型通风 的巷道布置方式。以井 田东翼首采 ３ ２ ０ ３ 工作面为例 ， 为保障“ 外 ｕ型” 通风环路 ， 在工作面采过后需要将工 作面后方回风顺槽保 留下来 ， 作为联络“ 外 Ｕ型” 通风 的巷道 ， 当工作 面推进 到下 一 个横 贯 时 ， 所 留巷 道 即进 行封 闭 。 ２墩柱 式 留巷新 技术 的引用
钢管混凝土墩柱沿空留巷主动支护结构[实用新型专利]
![钢管混凝土墩柱沿空留巷主动支护结构[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e7248bf5a300a6c30d229f33.png)
专利名称：钢管混凝土墩柱沿空留巷主动支护结构
专利类型：实用新型专利
发明人：赵红超,高明仕,陈辉,周光能,张世安,吕金星,齐琦,李虎威
申请号：CN201720598527.8
申请日：20170526
公开号：CN207212403U
公开日：
20180410
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型钢管混凝土墩柱沿空留巷主动支护结构主要由钢管混凝土墩柱和液压千斤顶、混凝土注浆泵和乳化液泵站组成。
其中位于工作面采空区一侧的钢管混凝土墩柱由钢管和混凝土组合而成。
位于钢管顶端的注浆孔通过焊接的空心螺丝与内置有单向注液阀的橡胶软管连接，橡胶软管另一端通过快速接头与混凝土注浆管连接，混凝土注浆泵通过混凝土注浆管将混凝土注入钢管中形成钢管混凝土墩柱。
带有压力表的液压千斤顶安设在钢管上端预留的限位槽中，乳化液泵站通过乳化液输送管给安设在钢管顶部的液压千斤顶提供动力。
本实用新型结构简单，操作便捷，变传统钢管混凝土被动支护形式为主动支护，充分发挥钢管混凝土墩柱在沿空留巷中的技术经济优势。
申请人：新疆大学
地址：830046 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市天山区胜利路666号新疆大学
国籍：CN
更多信息请下载全文后查看。
浅埋煤层沿空留巷巷旁钢管混凝土墩柱支护技术
浅埋煤层沿空留巷巷旁钢管混凝土墩柱支护技术王士礼 刘维信 许振鲁（山东东山王楼煤矿有限公司，山东 济宁 272063）摘 要本文以王楼煤矿11307工作面上巷为工程研究背景，巷内采用锚网、钢梯、索护联合支护，支柱配合长钢梁支护，巷旁利用充填柔模袋和预埋管件方法，采用CDKS 高水材料和C40混凝土混合料向空管内灌注形成钢管混凝土墩柱，以控制巷道变形。
矿压观测结果表明，该沿空留巷方案有效地控制了留巷的稳定性，具有施工工艺简单、承载能力高、沿空留巷速度快等优点。
关键词沿空留巷 充填 墩柱 支护中图分类号 TD353 文献标识码B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2019.07.032Supporting Technology of Concrete-filled Piers with Steel Pipes Beside Gob-side EntryRetaining in Shallow Coal Seams Wang Shi-li Liu Wei-xin Xu Zhen-lu(Shandong Dongshan Wanglou Coal Mine Co., Ltd., Shandong Jining 272063)Abstract : This paper takes the roadway of 11307 working face of Wanglou Coal Mine as the engineering research object. In the roadway, the combined support of anchor net, steel ladder and cable support is adopted, the pillars are matched with the long steel beam support, and the roadside is filled with flexible bags and pre-embedded pipe fittings. The concrete-filled pier with steel pipes is formed by infusing high-water material CDKS and concrete mixture C40 into the empty pipe to control the deformation of the roadway. The results of mine pressure observation show that the scheme effectively controls the stability of retained roadway. It has the advantages of simple construction technology, high bearing capacity and the fast speed of roadway retaining along goaf.Key words : gob-side entry retaining filling pier support收稿日期2019-01-16作者简介 王士礼（1986-），男，山东聊城人，毕业于山东科技大学，助理工程师，本科，现在山东东山王楼煤矿有限公司工作，主要从事采矿工程、矿山压力与岩层控制的研究。
预留墩柱法沿空留巷技术及其应用
2018年第6()第147(预留墩柱法沿空留巷技术及其应用朱浩田(阳煤集团南岭煤业有限责任公司，山西阳泉045000)摘要针对某矿采掘衔接紧张问题，提出了采用墩柱法沿空留巷技术，通过相关试验对墩柱结构、充填物质量配比、承载能力、施工工艺流程等参数进行了确定，并在9307工作面运输巷进行墩柱式沿 空留巷试验，工程实践表明，巷道顶底板及两帮移近量分别为590mm、293mm，墩柱下缩量为150mm，整体应用 ，保证了留巷稳定性。
关键词采掘衔接；沿空留巷；墩柱法；围岩稳定中图分类号:TD355 文献标志码:A文章编号=1009-0797(2018)06-0181-04Technology and application of reserving Pier column method along GoafZhu Haotian(Yang Coal Group nanling Coal Industry Co.,Ltd.,Shanxi Yangquan045000)Abstract：In view of the problem of the convergence of mining,this paper puts forward the technique of using Pier column method to keep roadway along Goaf,determines the parameters of pier column structure,filling quality ratio,bearing capacity and construction technological process,and carries out the Pier column type along Gob Lane test in 9307 working face,and the engineering practice shows that The top and bottom floor of roadway and the displacement of the two are590mm and 293mm respectively,and the shrinkage under the Pier column is 150mm,the whole application effect is good and the stability of the lane is ensured.Keywords:excavation cohesion;along the Gob Lane[Pier column method[surrounding rock stability1墩柱式沿空留巷技术沿空留巷即在工作面回采过程中，通过相关巷内及巷旁支护技术，将本工作面回采巷道保留作为相邻 工作面开采时使用。
润宏煤矿1311工作面钢管墩柱沿空留巷技术研究
润宏煤矿1311工作面钢管墩柱沿空留巷技术研究
李卫华;冯刚;齐永杰;申剑一
【期刊名称】《内蒙古煤炭经济》
【年(卷),期】2024()6
【摘要】为实现润宏煤矿1311工作面无煤柱留巷,巷旁支护使用钢管混凝土墩柱承压,使用挡矸墙进行喷浆密封,隔离采空区与保留巷道采取预裂爆破切顶卸压和巷道预补强,减少钢管墩柱压力,在留巷段设置顶底板位移监测计和锚索压力计,用于留巷段的巷道变形和顶板压力监测。
通过监测到的数据得出结论,在滞后工作面5m 后顶底板产生位移,在滞后工作面60m处下沉量最大,留巷段下沉速度在滞后工作面5~25m处最大,约15~25mm/d;在工作推进过程中,超前工作面15m处顶板压力开始增大,在滞后工作面90m处锚索应力趋于稳定,工作面推进对留巷段顶板压力的影响范围为105m。
【总页数】3页(P67-69)
【作者】李卫华;冯刚;齐永杰;申剑一
【作者单位】晋能控股集团泽州天安润宏煤业有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】F406.3;TD822
【相关文献】
1.丁集煤矿1311(1)综采工作面Y型通风沿空留巷技术
2.梧桐庄矿墩柱式沿空留巷巷旁支护技术研究
3.煤矿孤岛工作面沿空掘巷煤柱宽度留设技术研究
4.盛平煤业煤柱回收工作面沿空掘巷小煤柱留设技术研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高水材料墩柱沿空留巷技术研究摘要：为了有效地控制了巷道围岩变形、降低工作面上隅角和回风顺槽的瓦斯浓度，减小回风顺槽的通风阻力，提出了采用高水材料构筑墩柱沿空留巷这一种新型的留巷方法。
采用理论分析和现场实践相结合的方法，对墩柱沿空留巷力学模型、墩柱承载能力、墩柱抗侧推能力、巷内围岩控制、充填系统、施工工艺等关键技术进行了系统的研究。
工业试验结果表明：高水材料墩柱沿空留巷技术取得了良好的经济、技术和社会效益，具有广阔的推广应用前景。
关键词：双U型通风；高水材料；墩柱；沿空留巷沿空留巷具有突出的技术和安全优势，我国从薄煤层到厚煤层、从缓斜煤层到急倾斜煤层，均有沿空留巷的成功经验。
沿空留巷的关键是沿空一侧巷旁支护体的材料和性能的选择,要求增阻速度快,并具有合理的支护阻力能切落一定高度的顶板,具有较大的变形量适应沿空留巷剧烈变形,同时希望巷旁支护成本低廉,这些特性推动着巷旁支护技术的发展。
高水材料巷旁充填沿空留巷技术由于其在采煤生产中具有施工工艺简单、易于操作、支护强度高、巷道收敛变形小等优点，而愈来愈受到采矿界的高度重视, 并逐步得到推广应用。
本文基于对高河能源有限公司E1302工作面回风顺槽的变形破坏分析，以课题组采用高水材料巷旁充填沿空留巷工程实践为背景，重点研究墩柱沿空留巷围岩控制技术，取得了良好的工程试验效果。
1 工程条件分析1.1 工程概况高河能源有限公司为高瓦斯矿井，为降低工作面上隅角和回风顺槽的瓦斯浓度，在增加工作面配风量的同时，配备一条专用瓦斯排放巷，形成两进两回的“双U”型通风，“双U”型巷图1-1 “双U”型巷道布置方式平面位置关系道布置方式平面位置关系如图1-1所示。
为避免工作面上隅角及回风顺槽瓦斯超标，在工作面采过后将工作面后方至联络巷之间的一段回风顺槽保留下来，分流回风顺槽中瓦斯含量，当工作面推进到下一个联络巷时，密闭原先采空区后方的联络巷、打开下一个联络巷，两个联络巷之间所保留的巷道即完成任务。
高河能源有限公司E1302回采工作面为东一盘区首采面，周边均为未采区，北面接+450m 水平东翼进风大巷、辅运大巷及胶带大巷。
E1302工作面巷道布置如图1-2所示.图1-2 E1302工作面巷道布置图高河能源有限公司以往在工作面后方的回风顺槽留巷时，采用木垛进行护巷，导致坑木消耗量大，同时，在采空区后方回风顺槽顶板旋转下沉作用下，支护强度较低的木垛易发生失稳破坏，堵塞留巷，影响上隅角瓦斯向瓦排巷顺利排放。
因此，在保证通风的情况下，研究采用凝结快、强度高、稳定性好的高水材料进行留巷，是十分必要的。
1.2 工程岩体特性高河能源有限公司E1302工作面回采的3#煤层赋存于二叠系下统山西组（P1s），距9#煤层55.72 m～79.70m，为陆相湖泊型沉积。
煤层厚度较稳定，局部出现煤层厚度增加、倾角变大现象，煤厚5.8m～7.2m，平均厚度6.5m。
该工作面内煤层倾角3°～14°，工作面平均角度8°，工作面埋深400m左右。
全煤间夹有一层炭质泥岩夹矸，厚度0.37m～1.00m。
E1302工作面3#煤层顶底板围岩特征如表1-1所示，E1302工作面回风顺槽支护方案如图1-3所示。
表1-1 3#煤层顶底板围岩特征图1-1 E1302工作面回风顺槽支护布置图2 高水材料墩柱沿空留巷技术2.1 高水材料简介高水材料是一种能在高水灰比条件(W/C=1.3:1～3:1)下快速凝结的特种水泥，与一般的水泥类材料相比，高水材料凝结时间短，早期强度高并可调，通过改变水灰比和添加剂成分就能获得不同强度的凝结体，可以满足不同工程的需要，且高水材料具有突出的塑性特征，在载荷达到峰值强度后，高水材料并不立即完全破坏丧失承载能力，而是随着应变的进一步加大，承载能力呈缓慢下降变化，承载能力随应变增加缓慢下降的速度远小于一般的混凝土和岩石材料，在压力作用下可以允许较大的塑性变形，强度衰减比较缓慢，可以维持较高的残余强度。
高水材料的这种水化硬化反应过程可描述如下：2.2 墩柱支护技术墩柱结构设计过程中采用钢筋网内放置充填袋，充填袋充填高水材料方式构筑而成，墩柱外套铁丝网结构及充填袋如图所示。
直径6.5mm钢筋网直径16mm 圆钢图2-1 墩柱外套结构图图2-2 充填袋由于墩柱将承受顶底板移近传递的载荷，因此墩柱结构上必须具有一定的支护阻力和可缩性。
高水材料形成的充填体结构本身就具有一定的可缩量，且钢筋网在结构上并没有形成强度硬化体胶凝固化 水化溶解 乙料水化溶解 甲料高水速凝材料⇒ ⇒一个封闭的空间结构，当顶板给予墩柱一定压力时，管内高水材料充填体发生碎胀变形，破碎后的充填体发生压缩变形，在钢筋网破断前的承载范围内，充填结构依然具有一定的可缩量。
设高水材料满足摩尔-库仑破坏准则，随着顶板压力的增加，管内充填料产生横向变形，材料与钢筋结构的相互作用力也相应增加，即材料围压增大，所带来的效应是材料的强度增加，当压力大到一定程度，钢筋结构发生冲切破坏（图2-3），这就说明其可缩性也是有一定限度的。
τ图2-3 高水材料破坏原理2.3墩柱参数确定墩柱支护参数的选择应使本区段工作面回采稳定以后墩柱仍具有一定承载能力，且保证E1302工作面后方两个联络巷之间60m内回风顺槽具有一定的有效通风断面，保证工作面通风顺畅。
（1）墩柱强度确定根据该工作面上覆岩层结构特点及井下施工条件，综合考虑E1302工作面回风顺槽试验巷道的巷旁墩柱支护体的抗压强度要求和经济效益，通过调节水灰比来改变巷旁支护体强度，满足工程强度要求，最终选用高水材料的水灰比为1.5：1。
（2）墩柱直径确定墩柱直径选取应保证本区段工作面回采以后，E1302工作面回采稳定以后墩柱仍具有一定承载能力为宜，墩柱直径过小会造成墩柱承载能力减小，墩柱直径过大造成资源浪费，使支护成本增高，因此墩柱应具有一个合理的直径既能保证一定的承载能力又可以节约成本。
根据理论分析，采用直径为850mm、中心距为1650mm的墩柱能满足使要求。
采用数值模拟在保持墩柱中心距为1650mm不变的情况下，分别模拟墩柱直径650mm、850mm、1050mm 时巷道围岩变形量及墩柱变形量如图2-4所示。
考虑到生产成本，最终确定墩柱的合理直径应取850mm。
（3）墩柱间距确定如果墩柱间距过大，墩柱无法与顶底板形成统一的承载结构，使墩柱承载能力降低，不利于巷道顶底板的维护；如果墩柱间距过小，不仅给墩柱施工带来一定的影响，而且过于密集的墩柱使高水材料与钢筋网的用量增加，造成巷道支护成本增加，因此，墩柱除应具有合理的直径外，还应具有合理的间距。
数值计算过程中，分别取墩柱中心距1450mm、1650mm、1850mm架设墩柱，计算不同墩柱间距下巷道围岩及墩柱自身的变形量，从而选取较为合理的墩柱间距。
计算完成以后，巷道围岩、墩柱变形量与墩柱间距间的关系如图2-5所示。
由此看出，墩柱中心距应控制在1650mm一下为宜，考虑到施工方便，墩柱合理中心距确定为1650mm。
图2-5 巷道围岩及墩柱变形量根据以上分析，得出墩柱充填体合理的尺寸及间距分别为850mm和1650mm，如图2-6所示。
图2-6 充填体尺寸及间距示意图为防止墩柱侧向变形，使用打设戗柱的方法来减少侧向推力对墩柱的影响，经计算得到至少应采用2根水平戗柱，考虑一定的富余系数及水平戗柱受力的不均匀性，现场采用3根水平戗柱防止墩柱侧向变形：靠底板水平打设1根，向上1.8m 打设1根，再向上1.2m 打设1根。
2.4 墩柱充填施工工艺高水材料出厂后分为甲料、乙料、加甲料及加乙料四部分，制浆时加甲料与甲料混合形成甲料浆，加乙料与乙料混合形成乙料浆，需要分别加水搅拌输送，在充填点混合。
充填系统：搅拌桶分别搅拌甲料浆、乙料浆，双液充填泵分别对两种浆液加压，双趟高压管路输送浆液，在回采工作面后方留巷位置充填到充填袋内混合、凝固。
甲料浆、乙料浆按1:1的比例配合使用，为防止浆液在搅拌、运输过程中凝结、堵塞管路和充填泵等设备，需分别搅拌和泵送甲料浆、乙料浆。
因而，应采用双液充填工艺，其流程见图2-7所示。
图2-7 沿空留巷充填工艺流程图3 矿压监测及监测结果分析3.1 矿压监测内容及测站布置为了更好地对回风顺槽墩柱沿空留巷和木垛沿空留巷的围岩变形规律进行对比分析，根据E1302工作面回风顺槽现场实际情况设置了6个测站，在墩柱沿空留巷侧和木垛沿空留巷侧分别设置3个测站，对巷道表面位移进行了观测。
局限于矿压观测工具，此次矿压观测监控充填情况搅拌桶加水搅拌桶加料31套上钢筋箍联结钢筋网清理浮煤加水、拌料搅拌桶加料开动搅拌机搅拌桶加水充填点准备准备卸料检修2进行充填开泵供料监控出浆46清洗整理清理充填点5开泵供清水清洗设备结束检查充填袋整体架设情况内容主要是观测回风顺槽的顶底板位移量及墩柱变形量。
具体测站布置平面示意图如图3-所示。
图3-1 具体测站布置平面示意图3.2 矿压监测结果分析巷道顶底板位移是巷道墩柱支护体变形规律最直观的反映，而顶底板位移量则是围岩应力变化的宏观体现。
根据对测站观测数据处理，巷道顶底板相对移近量、墩柱变形量与距工作面距离的关系，巷道顶底板相对移近速率、墩柱变形速率与距工作面距离的关系分别如下图所示。
（a ）相对移近量与距工作面距离的关系（b ）相对移近速率与距工作面距离的关系 图3-2 工作面回采期间巷道及墩柱变形曲线由于在同一巷道内，木垛侧测站1和墩柱侧测站6巷道顶板移近量主要受工作面的采动影响，因此矿压观测数据仅分析木垛侧测站1和墩柱侧测站6在距工作面距离相同情况下的变形规律。
由图可知，在相同的地质条件和与工作面等距相等的情况下，墩柱的顶底板相对位移量显著小于木垛，且墩柱自身的变形量不大。
因此，从目前的数据观测、巷道控制效果及墩柱变形破坏情况来看，采用墩柱留巷能有效地控制巷道围岩变形，且E1302工作面后方回风顺槽留巷满足使用要求。
3.3 墩柱沿空留巷支护效果图片501001502002503003504001020304050距工作面距离/m相对移近量/m m0510152025303501020304050距工作面距离/m相对移近速率/m m如图为E1302工作面后方回风顺槽墩柱留巷效果的现场照片。
从图中可以看出，墩柱整体浇注、接顶效果好，巷道收敛变形小，采用墩柱留巷达到了预期的目的，取得了满意的效果。
(a)墩柱对顶板支护效果(b)留巷效果图3-3 墩柱留巷效果照片参考文献：[1] 华心祝.我国沿空留巷支护技术发展现状及改进建议[J].煤炭科学技术,2006,34（12）:78-80.[2] 权景伟，柏建彪，种道雪.沿空留巷锚杆支护技术研究与应用[J].煤炭科学技术，2006,34（12）：60-61.[3] 柏建彪，周华强，侯朝炯.沿空留巷巷旁支护技术的发展[J].中国矿业大学学报，2004,33（2），184-185.[4] 高清雯.高水材料在煤层注水封孔技术中的应用研究[J].中国矿业，2009,18，（8），103-105.[5] 杨晓红，马步才，樊少武. 沿空留巷Y 型通风瓦斯治理效果分析[J].煤炭科学技术，2011,39（7），46-48.[6] 李化敏.沿空留巷顶板岩层控制设计[J].岩石力学与工程学报，2000,19（5），651-654.[7] 郭育光，柏建彪，侯朝炯.沿空留巷巷旁充填体主要参数研究[J].中国矿业大学学报，1992,21（4）,1-4.[8] 陈勇，沿空留巷围岩结构运动稳定机理与控制研究[D].徐州，中国矿业大学矿业工程学院，2012.[9] 柏建彪，侯朝炯，张长根.高水材料充填空巷的工业性试验[J].煤炭科学技术，2000,28（10），30-32.[10] 冯光明，王成真，李凤凯.超高水材料开放式充填开采研究[J].采矿与安全工程学报，27（4），453-456.。