柔性模板泵注混凝土在沿空留巷支护技术的应用

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1、2010年第4期煤矿支护柔性模板泵注混凝土在沿空留巷支护技术的应用周金城[冀中能源峰峰集团有限公司，河北邯郸056107]摘要以纤维布制作的柔性模板，采用远距离、小流量混凝土输送泵，二者有机结合起来应用于沿空留巷，实现沿空留巷机械化作业，为煤炭快速、高效生产奠定基础，探索出生产准备的新途径。关键词柔性模板混凝土输送泵沿空留巷压操作，克服了刚模存在的不足；采空区模1柔性模板泵注混凝土支护技术板易于回收；模板重量轻，安装模板的劳动强度大大降低。1．1总体设计方案②原普通长距离混凝土输送泵在巷道起柔性模板泵注混凝土支护技术是一

2、种新伏不平和下山路段输送混凝土料时，容易堵型沿空留巷支护技术。随着采煤工作面的推塞管路，可靠性差。本项目开发出了远距进，紧跟回采工作面，在工作面端头支护效离、小流量混凝土泵，输送距离超过应消失前，在单体支柱的掩护和支撑下，在lO00m，在巷道起伏不平条件下和下山输送巷旁支护的外侧用锚杆或点柱将柔性模板固混凝土料时不堵塞管路，输送的可靠性大大定，将可调节凝固时间、调节强度的自密实提高，解决了材料运输问题，实现了充填机混凝土泵入柔性模板，在回采工作面后方采械化。远距离、小流量混凝土泵的开发成空区与巷道之间形成一道密闭混凝土连

3、续功，解决了沿空留巷速度慢，限制工作面推墙，弥补回采造成的巷帮缺失，与原有巷内进速度，难以实现安全、快速、高效生产的支护及临时支护形成一个整体，共同承担采问题。动及其它压力，保护巷道稳定，隔绝瓦斯及③采用柔性模板泵注混凝土支护技术，有害气体，防止采空区自然发火，使该巷用一次施工断面积大，形成的混凝土整体性于下一个工作面回采。好、强度高，机械化程度高，施工速度快，1．2支护特点在经济效益上具有突出的优越性。①与纤维布柔性模板相比，传统的刚性模板存在以下问题：模板是开放型的，与顶2试验工作面情况底板接触不严密，容易跑浆漏浆，

4、不能实现带压主动支护；模板充填难以接顶，影响支依托工程位于冀中能源峰峰集团公司羊护效果；采空区的内模板难以回收，经济成渠河矿8459野青煤层(4号煤)工作面，本高；安装模板劳动强度大，效率低，支模煤层厚度为0．95～1．30m，平均厚度为复杂，需要大量的人力物力。相对而言，柔1．13m，倾角为2～18。，埋深800m。工作性模板是软接触，可以适应任何复杂多变的面走向长954m，倾斜长121．5m。煤层老顶巷道形状；模板密闭性强，实现了混凝土带为页岩，厚度3．2m；直接顶为石灰岩，厚2煤矿支护2010年第4期度1．3m，质

5、地坚硬。地压为11．88～H上产生离层，导致岩块沿煤体以0角断13．42MPa；煤层的硬度系数f值为1．5，直裂，进入完全自由状态，成为支护体的载接顶为硬度系数f值为8，直接底硬度系数荷。8459工作面的岩层平均倾角a为l0。，f值为5～6。煤层顶、底板柱状如图1所简化计算模型时需考虑重力与支护结构之间示，巷道断面如图2所示。的夹角。分离岩块法支护体载荷力学计算模型如图3所示。对围岩失稳点取弯矩时，只一‘¨状鬈J——⋯—一一一⋯考虑了冒落区岩石垂直于支护体方向的不利21]f分量，不考虑沿煤层分布方向的有利分量；～——一—

6、—j⋯⋯————————一——一———一～———一进行植筋设计时，则重新考虑沿煤层分布的：一l_二：一：二jI．冒落岩石的重力分量。+～j■jj图1煤层顶底板柱状图3支护体载荷力学模型计算支护体载荷q：8htgO+2(b~+x+bc)×图2巷道断面a一——一Xh(bB+x+b(：)×cosO3柔性模板混凝土支护设计bB+0．5x式中：bn一支护体内侧到煤壁的距离，3．1混凝土厚度设计3．15m；(1)支护体载荷计算支护体的宽度，0．8m；混凝土支护体载荷采用英国威特克的bc一支护体外侧悬顶距。1．3m；“分离岩块法”计算

7、，依据的是沿空巷道和一岩块容重，26．6kN／m3；支护体上方一定范围内分离岩块的重量构成h一采高，1．13m；了支护体载荷的理论。在该计算理论中，支剪切角，根据经验取26。；护体简化为构筑在顶板岩块质量的中心线位H一冒落高度，根据经验选取4倍置，并认为在支护体上，岩块在重力作用下采高，为4．52m。是静止的．在其顶部及两边都没有力的作经计算，支护体载荷为745kPa，即厚用。该计算方法理论认为，巷旁支护带处于度800mm单位长度支护体载荷596kN。未采动煤体的高压力区和冒落矸石之间，是(2)支护体承载能力验算一个降压

8、区，岩块一边的采空区提供一个主混凝土支护体可视为轴心受压柱模型，要自由面．因岩块呈层状，可能在一定高度可计算出其厚度为800mm，混凝土强度等2010年第4期煤矿支护3级C。，支护体单位长度的正截面承载能力r混凝土的重度，24000N／m。；为5184kN，远大于支护体的载荷596kN，H一混凝土支护高度，1．15m