锚网索支护岩空留巷Y型通风关键技术f.pdf

51 煤炭科技 安徽科技 ANHUI SCIENCE TECHNOLOGY 2010年第8期 距离顶板1000mm、间距1000mm；充填结 束拆开金属模板后， 及时将锚杆托盘上 好，保证预紧力80kN。 同时在留巷内采用 双排单体铰接顶梁对巷道进行支护，并采 用采空区强制放顶措施。 由于本矿井为双突矿井，瓦斯涌出量 大，瓦斯含量为1.04～8.63ml/g。 回采期间 采用老空区埋管抽放及采空区顶板裂隙 带钻孔抽放，并根据回采期间上隅角瓦斯 浓度情况对留巷进行封闭，以防止采空区 集聚的瓦斯进入回风流中。 采空区埋管每 30m一组，直接连接到抽放管路，顶板裂 隙带钻孔每30m一组，从顶板向老空区方 向450施工。 经实践证明，采用上述措施 可将上隅角瓦斯含量控制在0.7ml/g以下。 目前103面机巷已施工膏体充填墙 340m，通过现场试验得到如下结论采用 金属网片和锚杆组合结构作为墙体的金 属骨架后，墙体质量明显改善，没有出现 开裂脱落及片帮现象，仅在个别段位出现 23mm的裂缝，巷道顶底板及两帮移近量 由原来的3040mm减少到2030mm ；膏 体充填沿空留巷技术实现了103工作面 减少留设区段煤柱约1600m2，减少煤炭损 失约5.8万吨， 为邻近工作面减少掘进工 程量1600m。 目前，该技术在卧龙湖煤矿103工作 面的成功应用取得了较好的经济与社会 效益。 作者单位皖北煤电集团公司卧龙湖 煤矿 责任编辑潘勇 沿空留巷技术是“低透气性煤层群无 煤柱煤与瓦斯共采关键技术”中基础关键 技术， 是煤矿开采技术的又一项重大变 革。 它不仅能够实现无煤柱护巷、合理开 发煤炭资源、提高煤炭资源采出率、减少 巷道掘进量、缓解采掘接替矛盾、取消孤 岛工作面及缩短搬家时间、 防止发火、延 长矿井服务年限、也是有利于矿井安全生 产和改善矿井技术经济效果的一项重大 的护巷技术；而且它也是进行采煤方法改 革、实现Y型通风方式、治理工作面瓦斯 超限难题的最有效途径，其技术优势和经 济效益显著。 沿空留巷与一般的回采巷道不同，矿 压显现剧烈，属大变形围岩。 沿空留巷技 术是一项极其复杂的工程技术，但到目前 为止，对沿空留巷围岩控制机理研究不够 深入， 不能很好的指导沿空留巷工程实 践。 沿空留巷技术必须作为一项系统工 程来统筹考虑，是其成功实施的关键。 对 于用沿空留巷技术保留的巷道要经历掘 进和两次强烈的采动影响，对所需留设的 巷道， 从掘进前的巷内支护参数设计、巷 道施工到留巷期间的巷旁支护方式与参 数选择，以及下个工作面回采期间的超前 加强支护及日常的生产管理均应统筹考 虑，这样才能保证沿空留巷技术的成功实 施。 沿空留巷技术的成功，是巷内支护与 巷旁支护联合作用的结果。 沿空留巷的巷 道形成组合锚杆（索）支护、巷旁充填墙 体、巷内辅助加强支护“三位一体”的沿空 留巷围岩整体支护原理和一套新型 “三 高”锚杆支护与有效辅助补强的留巷支护 技术体系。 开展沿空留巷巷内锚杆支护技 术研究与应用，是今后沿空留巷围岩控制 新的技术途径和最有效的支护手段。 实现 无煤柱沿空留巷巷旁混凝土整体连续浇 锚网索支护沿空留巷 Y型通风关键技术 李群李辰龙 摘要沿空留巷技术是推进矿井安全生产和改善矿井技术经济效果的一项重大的护巷技术，是进行采煤方法改 革、治理工作面瓦斯超限难题的最有效途径，其技术优势和经济效益显著。 本文就以谢桥矿回采的首采Y 型通风12418面为例，对实施沿空留巷过程中遇到的问题及取得的实践经验进行了总结，为进一步完善 和推广沿空留巷和实施Y型通风提供参考借鉴。 关键词沿空留巷Y型通风锚网索巷旁连续浇注充填 四、瓦斯治理五、结论 一、 沿空留巷技术存在的问题 分析 52 安徽科技 ANHUI SCIENCE TECHNOLOGY 煤炭科技 2010年第8期 注充填，是沿空留巷的核心技术。 巷旁混 凝土整体连续浇注技术要优化充填工艺， 与生产相互融合，是应用和推广沿空留巷 技术成功的关键。 选择锚杆支护，适应沿空留巷围岩的 大变形。 锚杆支护有利于切顶的机理锚 杆支护作为“主动”支护，有效提高锚固体 的峰值强度和残余强度，提高围岩自身承 载能力，改善巷道维护状况，并形成高强 主动高阻稳定的锚杆支护围岩承载结构。 沿空留巷技术首先要树立正确、全面 的理念和思路，要采取用辩证统一、统筹 兼顾、分类指导、不断总结、强化现场的方 法，去考虑、分析、解决沿空留巷过程中存 在的各种问题。 重点解决生产工艺与充填 工序的统一，巷内、巷旁、辅助支护与围岩 控制的统一，留巷宽度与顶板支护强度的 统一，充填材料水灰比与充填墙体强度问 题统一。 主导思想是超前加固、主动支 护，强化顶板，滞后维护跟上，各生产、准 备工序之间要统筹考虑，并根据矿压显现 规律分时分段采取不同支护形式进行加 固和维护。 正常生产与过异常区分类采取 不同的措施和补强措施。 从支护设计到巷 道施工的强度，回采前强化，回采过程中 的加强，回采后的补强措施，要分时分段 分类进行。 同时做好现场施工的质量管 理，确保达到设计要求。 1．生产工艺与充填工序问题的统一 生产与充填平行作业最大化的新工 艺。 12418工作面实行两班生产， 一班检 修。 根据班次性质，生产班负责工作面的 正常生产和充填工序； 检修班负责立模、 充填、脱模。 经济效益各班能够合理利用 工时，实现了工作面往返推进，提高设备 开机率和推进度。 工作面自回采到结束没 有发生一次瓦斯超限， 且最高日产达万 吨。 研发应用机械立模和巷旁连续充填 成套设备，促进生产和充填的融合，是采 用专用充填支架实现机械立模。 研发先进 的连续整体浇注混凝土巷旁充填成套设 备，并实现设备的国产化和系列化。 留巷充填材料强度指标及经济效益 采用CHCT膏体混凝土留巷充填材料添 加15mm及30mm碎石后， 材料的抗压强 度提高约30，可直接降低留巷充填材料 成本费用约15。 2．巷内、巷旁、辅助支护与围岩控制的 统一与超前加固与滞后维护的相互统一 巷内支护。 强化支护的基本思想沿 空留巷围岩变形比较复杂，只有采用强化 支护技术体系才能有效控制巷道围岩变 形。 强化支护技术体系包括三个方面一 是锚杆等支护手段的强化；二是围岩强度 的强化；三是承载结构的强化。 沿空留巷围岩变形基本规律根据现 场实测顶板最大旋转度达到8，整个留巷 顶板平均旋转度在4～5，顶底板移近量最 大为1.4m,平均为1.1m，以底板鼓起为主； 两帮水平相对移近量最大为2100mm,平均 水平相对移近量1200mm， 以非回采侧帮 变形位移为主。 整个巷道留巷初期平均宽 度3.6m，高度2.5m，在不受到断层等其他 异常情况影响，待留巷相对稳定后宽度能 保持在2.5m左右，高度在1.5m左右。采取 卧底保持巷高。 卧底后留巷顶底板平均移 近量为30mm/d，最终稳定在1.4m左右。留 巷距离工作面200m后两帮变形趋于稳 定，距100m后顶底板高度趋于稳定。 巷旁支护。 非回采侧煤壁加固与围岩 变形控制问题统一，为加强沿空留巷巷旁 顶板支护强度，采取在上端头进行超前扩 刷，顶板采用锚梁网及托倾向圆木超前管 理充填墙体上方的顶板。 回采前对回采侧 煤壁进行开刷扩，超前工作面10m以内。 3．留巷宽度与顶板支护强度的统一 留巷充填墙体留设位置技术参数优 化必须建立一套适合留巷充填墙体相对 位置的技术参数。 将顶板实际有效宽度控 制在3.0～3.5m之间，也可在巷道顶板岩性 稳定和支护状况良好的情况下，同比适当 增加留巷宽度， 但最宽不易超过4.5m ，否 则巷道支护强度要成倍增加。 4．水灰比配比稳定与充填墙体强度问 题统一 充填浆液水灰比问题。 保持合理的充 填浆液水灰比是提高墙体强度的基础和 关键，是技术经济一体化的具体体现。 相关支撑技术。 充填墙体接顶是否严 实是顶板管理的关键。 要通过采取内强外 固的方法对充填墙体进行整体加固，以提 高墙体的整体性和稳定性。 12418工作面回采期间绝对瓦斯涌出 量约为23.6m3/min， 相对瓦斯涌出量为 5.56m3/t。Y型通风期间，采用沿空留巷充 填墙预埋抽采管、 采空区倾向顶板钻孔、 采空区倾向底板钻孔等方法治理瓦斯。 12418工作面回采过程中共抽采瓦斯 256.5万m3， 平均抽采纯瓦斯流量14.2m3/ min， 其中顶板走向孔抽采纯流量8.2m3/ min，占抽采总量的57.8； 直接经济效益采用Y型通风治理瓦 斯比采用U型通风高低抽巷节约400余 万元。 间接经济效益被保护层解放煤量为 41.2万吨；被保护层预抽率为36.1。 沿空留巷技术是巷道支护技术成熟 到一定程度的综合体现，是支护技术进步 达到一定程度的必然产物，也是煤矿实现 实践科学发展观的重要内容。 今后要加强充填材料、充填工艺和充 填设备研究，降低充填材料成本，简化充 填工艺，使得设备高效可靠，能满足不同 条件下高效生产的要求。 采用多种研究方法和手段，深入开展 沿空留巷围岩控制机理研究。 针对不同类 别的煤层地质条件及回采条件，设计合理 的巷内支护和巷旁支护形式，并规范支护 参数设计，使支护体能适应沿空留巷围岩 活动规律的要求。 研究出一套完整的、具 有指导作用的、系列化沿空留巷技术方案 和作业规范。 （作者单位淮南矿业集团谢桥煤矿） 责任编辑潘勇 二、关键技术及措施 三、瓦斯综合治理 四、发展方向