沿空留巷技术
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(二)锚杆+锚索+钢带+巷旁联合支护
沿空留巷具有大变形的特征,锚杆支护形式替代U型钢进行巷道支护是目前技术阶段的必然选择,是技术发展的方向。
1、一次支护采用高预紧力、高强度、大延伸率锚杆+锚索联合支护,控制顶板大幅度下沉,提高围岩承载能力、适应围岩大变形;
2、二次支护采用混凝土砖墙,并喷射混凝土作为巷旁支护,达到封闭采空区的目的。
高水材料巷旁充填沿空留巷特点:
1、水体积占85%以上,高水材料用量少,辅助运输工作量小;
2、远距离输送,输送水平距离>3000m;易于搅拌,混合均匀,充填体质量有保证;用量少,强度较大;
3、快速凝固、增阻速度快,能快速支撑顶板;固化体有一定压缩率,适应沿空留巷大变形;充填工艺简单,用人少,减少下井人数。
3、临时加强支护:在采空区顶板破断和沿空留巷围岩应力调整的剧烈阶段,通过单体液压支柱或巷道液压支架有效支撑顶底板、减小顶板回转、下沉和巷道底鼓。
4、实施流程:
提前沿巷帮采空区一侧打一排锚索(倾斜)→采煤机割过机尾后拉架,或炮采放顶并稳定后,在煤帮铺柔性顶网→利用支架后尾梁维护顶板→打顶锚索→清理浮煤→墙体定位→挂钢筋网并安装锚杆→砌墙体、喷浆→打单体支柱→观察1-2个月,顶板无明显下沉后,回收单体柱。
沿空留巷力学模型剖面图
沿空留巷力学模型平面图
巷旁支护阻力计算公式:
四、巷旁支护技术
(一)高水材料(水玻璃)充填技术
体积比水占85%以上,20-30 min内凝结,100%固化。通过调整水灰比或高水材料配比调整充填体的强度,水灰比1.5:1时,充填体强度可以达到10MPa以上。
高水材料机械化整体充填式浇筑高强度巷旁支护体,可有效支撑顶板和密闭采空区,围岩控制效果好,但成本高,施工流程复杂。适合厚度大于2m的煤层。
沿空留巷技术
一、沿空留巷的意义
(一)现行巷道布置方法存在的缺点:
1、掘进头多、占用风量多、防突压力大、采掘接替和矿井风量紧张。
2、多巷布置,邻近采空区巷道维护困难,返修量大。
3、每个工作面损失2个煤柱、采区回收率仅69%。
4、U+L型通风,上隅角瓦斯涌出量大、难于管理。
(二)沿空留巷的优点:
1、取消区段煤柱,实现无煤柱开采;
三、沿空留巷巷旁支护机理
(一) 巷旁支护体早期强度大、支护直接顶、防止直接顶离层,切断采空区的直接顶。
(二)老顶破断过程中巷旁支护可快速达到切顶阻力,切断采空区侧老顶。
(三)采空区顶板破断、运动稳定后,巷旁支护维持巷道上方已切断岩层的平衡。
采空区的老顶沿倾斜方向破断形成“三角块大结构”,构成沿空留巷的上部边界。
二、沿空留巷方式
1、巷旁支护是沿空留巷维护效果好坏的关键。传统的巷旁支护如矸石带、密集支柱、木垛等,适用于煤厚小于2m的薄及中厚煤层,顶板破碎且厚度大于2m的煤层采用沿空掘巷比较好。容易自燃及厚度大于3.5m的煤层不宜沿空留巷。
2、提前施工接替工作面运输巷、切眼,并贯通本工作面运输巷(沿空留巷),形成Y型通风结构。
2、少掘1条巷道,解决采掘接替紧张难题;
3、Y型通风,采用两进一回(优先)或一进两回的通风方式,解决瓦斯超限,降低工作面温度;4、Biblioteka 决上隅角瓦斯积聚;Y型通风方式
U型通风方式
5、消除煤柱护巷时煤柱顶底板应力集中,对开采的不利影响;实现主采煤层的卸压连续开采。
6、薄煤层开采时,沿空留巷减少巷道掘进出矸量。
沿空留巷具有大变形的特征,锚杆支护形式替代U型钢进行巷道支护是目前技术阶段的必然选择,是技术发展的方向。
1、一次支护采用高预紧力、高强度、大延伸率锚杆+锚索联合支护,控制顶板大幅度下沉,提高围岩承载能力、适应围岩大变形;
2、二次支护采用混凝土砖墙,并喷射混凝土作为巷旁支护,达到封闭采空区的目的。
高水材料巷旁充填沿空留巷特点:
1、水体积占85%以上,高水材料用量少,辅助运输工作量小;
2、远距离输送,输送水平距离>3000m;易于搅拌,混合均匀,充填体质量有保证;用量少,强度较大;
3、快速凝固、增阻速度快,能快速支撑顶板;固化体有一定压缩率,适应沿空留巷大变形;充填工艺简单,用人少,减少下井人数。
3、临时加强支护:在采空区顶板破断和沿空留巷围岩应力调整的剧烈阶段,通过单体液压支柱或巷道液压支架有效支撑顶底板、减小顶板回转、下沉和巷道底鼓。
4、实施流程:
提前沿巷帮采空区一侧打一排锚索(倾斜)→采煤机割过机尾后拉架,或炮采放顶并稳定后,在煤帮铺柔性顶网→利用支架后尾梁维护顶板→打顶锚索→清理浮煤→墙体定位→挂钢筋网并安装锚杆→砌墙体、喷浆→打单体支柱→观察1-2个月,顶板无明显下沉后,回收单体柱。
沿空留巷力学模型剖面图
沿空留巷力学模型平面图
巷旁支护阻力计算公式:
四、巷旁支护技术
(一)高水材料(水玻璃)充填技术
体积比水占85%以上,20-30 min内凝结,100%固化。通过调整水灰比或高水材料配比调整充填体的强度,水灰比1.5:1时,充填体强度可以达到10MPa以上。
高水材料机械化整体充填式浇筑高强度巷旁支护体,可有效支撑顶板和密闭采空区,围岩控制效果好,但成本高,施工流程复杂。适合厚度大于2m的煤层。
沿空留巷技术
一、沿空留巷的意义
(一)现行巷道布置方法存在的缺点:
1、掘进头多、占用风量多、防突压力大、采掘接替和矿井风量紧张。
2、多巷布置,邻近采空区巷道维护困难,返修量大。
3、每个工作面损失2个煤柱、采区回收率仅69%。
4、U+L型通风,上隅角瓦斯涌出量大、难于管理。
(二)沿空留巷的优点:
1、取消区段煤柱,实现无煤柱开采;
三、沿空留巷巷旁支护机理
(一) 巷旁支护体早期强度大、支护直接顶、防止直接顶离层,切断采空区的直接顶。
(二)老顶破断过程中巷旁支护可快速达到切顶阻力,切断采空区侧老顶。
(三)采空区顶板破断、运动稳定后,巷旁支护维持巷道上方已切断岩层的平衡。
采空区的老顶沿倾斜方向破断形成“三角块大结构”,构成沿空留巷的上部边界。
二、沿空留巷方式
1、巷旁支护是沿空留巷维护效果好坏的关键。传统的巷旁支护如矸石带、密集支柱、木垛等,适用于煤厚小于2m的薄及中厚煤层,顶板破碎且厚度大于2m的煤层采用沿空掘巷比较好。容易自燃及厚度大于3.5m的煤层不宜沿空留巷。
2、提前施工接替工作面运输巷、切眼,并贯通本工作面运输巷(沿空留巷),形成Y型通风结构。
2、少掘1条巷道,解决采掘接替紧张难题;
3、Y型通风,采用两进一回(优先)或一进两回的通风方式,解决瓦斯超限,降低工作面温度;4、Biblioteka 决上隅角瓦斯积聚;Y型通风方式
U型通风方式
5、消除煤柱护巷时煤柱顶底板应力集中,对开采的不利影响;实现主采煤层的卸压连续开采。
6、薄煤层开采时,沿空留巷减少巷道掘进出矸量。