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1、沿空留巷技術沿空留巷就是在工作面后方沿采空區(qū)邊界維護住已經(jīng)使用過的冋采巷道為下一區(qū)段煤層開采服務,已經(jīng)成為煤礦開采技術的一項重大改革。沿空留巷技術能夠?qū)崿F(xiàn)Y型通風方式、解決工作面瓦斯超限問題,還能貝有合理開發(fā)煤炭資源、提高煤炭資源采出率、減少巷道掘進量、緩解采掘接替矛盾、防止孤島工作面產(chǎn)生、縮短搬家吋間、防止發(fā)火等優(yōu)勢,對改善礦井技術經(jīng)濟效益、增強礦井安全生產(chǎn)極為有利。沿空留巷與有煤柱護巷比較,無論在技術經(jīng)濟上、還是生產(chǎn)安全上,都具冇絕對性的優(yōu)勢。但實際沿空留巷的應用并不理想,沿空留巷技術的優(yōu)勢沒有得到充分發(fā)揮,上述問題沒冇得到徹底解決。主要原因
2、就是沿空留巷關鍵技術一直沒冇取得重大突破,主要包括兩個方面的問題:一是巷道支護材料不過關,留巷后在頂板壓力下巷旁支護很快失效,導致沿空留巷變形破壞嚴重,維修十分困難,而且巷旁支護的破壞導致漏風嚴重,給安全生產(chǎn)帶來重大隱患;二是施工工藝原始,基本是人工操作,施工困難且速度緩慢,難以實現(xiàn)高產(chǎn)高效,尤其是綜采工作面,傳統(tǒng)沿空留巷的施工進度、施工質(zhì)量及巷旁支護方式難以適應綜采速度快、現(xiàn)代化程度高、巷道斷面大及支護質(zhì)量要求高的特點。沿空留巷技術現(xiàn)狀2.1.密集支架形式基本不可取沿空留巷在上世紀研究初期基本上都是以支架形式完成。那時候各種支架形式的應用曾經(jīng)解
3、決過許多回采工作面的無煤柱采煤問題。但都是應用到一些采面地壓相對較小并且煤層賦存條件較好的無自然發(fā)火的低瓦斯礦井。而且應用情況也不能令人滿意。這種方式因為支護材料品種多,工作量大,支護效果差,采空區(qū)隔離效果差等問題現(xiàn)在很少應用。2.2.肝石堆垛方式應該淘汰肝石堆垛法是一種看似簡單經(jīng)濟的做法,但因為該方法不能達到及時有效支撐頂板,容易造成頂板過量下沉導致巷道不利于回采工作。這種方式雖然材料單價低,但會消耗大量的人力,而且隔離效果很皋,因此適應面很小。一些好的方法的出現(xiàn)會加速這一方法的淘汰。2.1.砌體墻法存在缺陷采用預制塊砌墻可以克服上述2.1和2
4、.2節(jié)所述密集柱和肝石堆垛的許多缺陷,能夠基本形成一道隔離采空區(qū)的密閉墻體。但該方法還是不能解決墻體與頂板的接頂問題,往往會造成頂板過量離層使得支護效果不佳。應該在此基礎上進行改進。2.2.高水高效充填支護法事倍功半隨工作面在采空區(qū)所在一側(cè)構(gòu)筑巷幫充填體形成巷幫支護帶。該支護方法一般使用材料強度低,用量大且不能有效控制直接頂?shù)碾x層和及時切斷直接頂,不利于保持巷道的穩(wěn)定性。同時,由于成本高,支護效果差,現(xiàn)場實際應用很少見。該方法的最大優(yōu)點是充填范圍大,適應性廣,施工機械化程度高。該方法的最大缺點是:支護強度低很難適應沿空巷道的高壓突變性;材料成本很
5、高。2.3.現(xiàn)澆混凝土隔墻法實踐證明較好經(jīng)過近幾年實踐證明,混凝土墻體雖然有價材料用量大。但該方法適應性廣,承載力高,能夠形成足夠的切頂強度,安全可靠?,F(xiàn)在已經(jīng)被廣泛接受?;炷翂Φ娜秉c在丁其比較高的工程費用和施工的復雜性以及強度上升的速度不能適應高產(chǎn)高效礦井工作而。述有一些施工方法不能保證墻體及時緊密貼頂。這種技術方案的施工方法主要有:2.5.1.大型自移式沿空留巷充填支架該支架大大捉高了沿空留巷的安全性,其結(jié)構(gòu)復雜,支架獨立性、靈活性強、適應性以及安全性強,使用效果好。缺陷:混凝土結(jié)構(gòu)施工完成后不能緊貼頂板,導致頂板離層,增加了留巷維護費用。
6、2.5.2.桶柱方式巷幫支護法桶柱間距為1.4-1.8米,桶柱施工數(shù)量少,降低了工作量,施工速度快,減少了對工作而生產(chǎn)的影響,保障了工作而的正常推進,桶柱內(nèi)混凝土的標號到300#,其試件抗壓極限強度為30Mpa“,直徑為600一660mm的混凝土桶柱的最大支撐力可以達到9760kNo但封閉采空區(qū)不方便。效果比整體混凝土墻體差。2.5.3.膏體混凝土膏休混凝土,其主要成分是硅酸鹽水泥、砂、粉煤灰及膏體混凝土外加添加劑。凝固速度快、早強的特制充填休,其最大強度能達到2MPa0充填體寬2.5m,高3.4mo這種方法的優(yōu)點是膏體狀便于施工。缺點是強度和采
7、礦關系的不協(xié)調(diào)性,導致材料用量大很多。2.5.4.柔模支護技術柔模支護技術由西安科技大學王曉利教授研發(fā)而成。成功應用于10余礦,目前正在推廣應用。將此技術應用到煤礦井下作為充填墻休是煤礦技術的進步。柔模泵注混凝土沿空留巷支護技術通過省級科技成果鑒定,達到國際領先水平,并享有多項發(fā)明專利。這一技術的應用使得現(xiàn)澆混凝土技術在沿空留巷的丿施工工藝得到簡化。2.5.現(xiàn)澆混凝土隔墻技術評價在過去的沿空留巷實施屮,失敗比成功多。因此對沿空留巷技術產(chǎn)生了副作用,大多數(shù)人失去信心。通過近幾年的研究終于使人們認識到過去沿空留巷的失誤多是因為隔離墻的強度和支護接頂問
8、題造成的。近幾年現(xiàn)澆混凝土技術隔墻的應用給沿空留巷技術帶來了新的生機。混凝土的先天的優(yōu)勢能夠滿足工程需要。雖然混凝土是目前理想的隔墻方法