巷旁充填沿空留巷技术及矿压显现规律.doc

1、1巷旁充填沿空留巷技术及矿压显现规律摘要：本文就巷旁充填沿空留巷技术及矿压显现进行简要分析和阐述，从充填材料、系统布置、充填参数及工艺等方面进行研究，并对充填沿空留巷段进行矿压观测。结果证实：巷旁充填沿空留巷技术有效保证了顶板的稳定性和完整性，保障了充填体控制顶板的下沉、适应其活动规律的要求。 关键词：巷旁充填 沿空留巷 矿压显现规律 0 引言 沿空留巷这项技术是我国在采煤技术这一行业的一项重大突破，不仅降低了巷道的掘进率，而且提升了煤炭资源的回采率，这样一来完全取消了区段煤柱，改善了大部分矿井的生产条件，使我国的矿井进入一种新的生产模式集中化生产，是我国采煤领域的重大技术变革。为了满足矿井生

2、产条件不断变化的需要，研究一套适合的技术是十分必要的，通过实地考察调研及井下工业性实验后，我们认为沿空留巷技术最为合理，改造沿空留巷填充设备，在系统地改善布置及充填工艺后，我们在采矿工作方面取得了较大的成功。我在矿机掘二队就职管理人员期间，主要负责掘进巷道施工，修巷等工作，下面结合工作实际谈谈一些施工规律。 工程背景：从沿空留巷技术的出现到现在，它在薄煤层或中厚煤层的采煤工作上已经获得了宽泛的开展，并且在我国薄煤层及中厚煤层的2开采中日益趋于完善。巷内支护以及巷旁支护等技术发展到现在已经非常地成熟。 工作项目第一次使用了巷旁充填顺着空留巷以及 Y 型通风的施工方式，在使用这样的填充之后，运用导

3、轨槽进行运输和送风。同时借用了巷道和边界煤层回风的特殊性，应用高水速凝材料进行整体浇筑充填，克服了以前巷道增加阻力速度慢、初始支撑力度小的缺点，使得项目顺利开展并完成。 1 巷旁充填沿空留巷技术 根据每个工作面的不同，首先考虑工作面沿空留巷采矿的地质条件和开展沿空留巷所存在的一些困难。从充填材料的选择、巷旁充填体支护参数的选择、系统布置和充填工艺等方面进行严谨细致的研究及实践。1.1 选择合适的充填材料 充填材料强度是沿空留巷充填技术的重中之重，同时其凝固速度也关系着沿空留巷充填技术的成败，根据多次试验的结果，充填材料最佳使用的原材料主要包括：水和硅酸盐、粉煤灰等混合之后进行搅拌支撑膏体混凝土

4、，同时加入添加剂制作而成，在进行填充施工的工序中要指定施工人员使用人力进行袋装的填充。 材料加入混凝土制作的料斗里，然后经过混合器，同时向其中就水并且不断的搅拌。之后将配置好的填充材料直接灌入 3.9 寸的无缝钢管运输到固定好的模具里面。这些工序之后使用钢带等作为钢筋的骨架嵌入，以便提高填材料的强度值。最后要进行实验检测达到国家标准后方3可投入使用。 1.2 巷旁充填体支护参数的选择 沿空留巷巷旁的充填技术是否可以成功的关键因素在于是否可以保证充填体上方的顶板以及上部顶煤的完整和稳定性。沿空留巷保留的巷道同时要经历掘进和强烈的采动影响，为了防止巷道围岩过度变形，根据沿空留巷围岩变形及矿压显现特

5、点和以往沿空留巷支护经验，在选择支护方式方面就显得尤为重要，在掘进工作面采取锚网支护的方式，断面则选择矩形断面，这样可以方便留巷时架上金属棚，与此同时应该在以上工序的基础上，对填充材料的变形能力和承载能力进行严格的控制，不断地找到问题并及时地解决，在填充工艺上不断地发展改进，让填充体可以较好地适应顶板的规律性活动，从而达到超前支护并且推进回采工作面的进行，保证工作面的完善性并且为留巷做好准备工作。通常来说 11#工字钢体是棚梁的首选，在架设此金属棚梁时要采用批子背顶、竹笆等在巷道的非采空区一侧做固定，架于此处的一端。 1.3 系统布置和充填工艺 巷旁填充系统布置和充填工艺是沿空留巷技术中非常重

6、要的一个环节，包括了充填设备的设置以及煤矿开采、填充管道的架设、材料运输等方面，都应该采用沿空留巷的措施。并且在设计巷旁充填体的准备阶段，应当利用充填支架确保机械立模调整到良好的状态，在打好充填的模板后，将充填的管道架设好，在准备进行填充工序之前，一定要认真地检测混凝土充填的料桶是否可以正常地工作，同时要保证管道畅通没有阻碍时，再对材料进行混合、搅拌、输送的工序。在进料的时候要控4制均匀的进料速度，并且对水的配比进行控制。 2 沿空留巷岩圈的变形特点分析 根据我们在枣庄市泉上煤矿、曹庄煤矿等煤矿进行的实地考察观测，在回采的时间段中我发现了在回采工作面的后方，有产生裂缝带动地质岩层并且导致失衡，

7、而最终使得岩层产生了急剧的下降。岩层的下降导致了巷道顶板在短期内突发下沉的情况，采空区在岩层作用下向巷道内挤压。通常情况下，留巷的顶板下沉主要发生在工作面后方 0-40m 的范围内，在工作面后方 50-60m 意外趋于稳定。直接顶板突然下沉可能会填满整个采空区，这样导致了基本顶发生震动，在采动期间沿空留巷的顶板下沉量一般与煤层采高成正比。所以，通常而言来说选择薄煤层或中厚煤层进行掘进相对来说能够保障沿空留巷的正常进行，防止顶层突发下沉。 3 对矿压显现监测及其分析 目前我们使用的矿压观测主要工序是巷旁充填沿着空留巷巷道围岩变形以及巷道维护情况等方面，目前一般采用下列几种观测的方法： 3.1 充

8、填体的变形 在充填体纵向顶底处分别设置一个基点用卷尺测量纵向形变；在充填体内预先埋下横向水平套管，对其内布置钢丝使用直尺测量外露的钢丝长度以此来确定横向形变。 3.2 充填体的受力 在填充过程中，应该采用在充填体的内部埋设相应型号的液压枕，以便准确地测出填充体的受力情况。 53.3 巷道围岩变形和维护状况 巷道围岩变形和维护的测量方式如下：使用在巷道顶底板及两边设置相应的测量基点，之后采用位移计来进行较为精确的测量，并详细记录测量数据。 4 针对矿压显现解决以及预防的方法 4.1 在设计上采用两支 LVDT，大选一个信号与指令进行比较，这样避免了线圈断线引起调门全开的故障。为解决连接杆扭曲、断

9、裂的隐患，我们经过调研论证，选用了细杆的 LVDT，逐步淘汰原来的粗杆 LVDT，这一措施加大了连杆与 LVDT 套筒之间的间隙，有效地避免了连接杆扭曲、断裂的问题。 4.2 针对回路产生的问题我们首先在工艺上强调高标准，同时选用耐高温屏蔽电缆，对控制信号线从机柜起就采用双路线多处并联，LVDT由于是两支，并已经具备了较高的可靠性，同时我们将逐步淘汰插头式而使用一体化的 LVDT，减少中间环节，从而进一步增加系统的可靠性。 5 结束语 在薄煤层及中厚煤层的开采中，宜采用沿空留巷技术，它不仅降低了掘进巷道的工程量，同时也缩短了工作面的准备时间，实时有效地解决了中薄煤层开采平衡失调的问题，并且大幅

10、度提升了矿井内部煤炭资源的回采率，同时也使矿井的使用周期得到延长，使煤炭的开采挖掘交替更加地合理。 这使得矿井安全系数得到提高并且大大提升了矿井的经济成效。合理的填充体强度将很有效地控制老旧顶的变形和弯曲，也可以在一定程6度上适应老旧顶部的回转变形。填充体将和巷内支护一起保证顶板的正常使用，保证顶板的稳定性。 同时也加强了矿井的稳定性和完整性，这是一项先进的开采工艺，是一项重大的变革，对我国的经济和社会效益有着可持续发展的深远意义。 参考文献： 1柏建彪，周华强，侯朝炯.沿空留巷巷旁支护技术.中国矿业大学学报，2008. 2马立强，张东升.综放巷内充填沿空留巷工业性试验中国矿业大学学报，2010. 3姜福兴.矿山压力与岩层控制.北京：煤炭工业出版社，2009. 4谭云亮，吴士良，宁建国.矿山压力与岩层控制.北京：煤炭工业出版社，2008.