充填开采工作面沿空留巷技术探析

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1、充填开采工作面沿空留巷技术探析　　摘要：五沟煤矿生产任务重，接替紧张，掘进单进水平低，为保证工作面正常接替，五沟煤矿对充填开采首采工作面机巷进行了沿空留巷，先后采用了“垒砌矸石墙+半断面”沿空留巷支护方法、“垒砌矸石墙+锚栓”沿空留巷支护方法、“π型钢梁+单体支柱”沿空留巷加强支护方法，通过不断改进，确定了最适合五沟煤矿的沿空留巷支护方法即“π型钢梁+单体支柱”沿空留巷加强支护方法。关键词：沿空留巷单体液压支柱加强支护中图分类号：TD353文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）06（c）-0036-02皖

2、北煤电集团五沟矿目前主采煤层10煤，平均倾角8°，为优质焦煤。矿井初步设计留设了60～91m的防水煤岩柱，压煤3664.4万吨，资源损失严重。如何在保证安全的基础上使煤炭资源开采量最大化，对于实现五沟煤矿经济高效可持续发展具有重要意义。为此，皖北煤电集团公司在2009年8月与中国矿业大学合作开展《五沟煤矿含水层下矸石充填开采可行性论证》，利用该方法解决五沟煤矿水体下安全采煤问题，解放了大量的含水层下呆滞的煤炭资源，可将开采上限提高至-2556m，使五沟煤矿解放煤炭储量3155万吨，延长了矿井服务年限；其次矸石充填能够大幅

3、度减轻地表塌陷，保护地面建筑和农田，实现矿区资源开发和生态环境的和谐发展。在充填开采基础上五沟煤矿采用沿空留巷技术，将第一个充填面的机巷留作第二个充填面的风巷，留巷可以节省巷道施工费用，缩短准备工期，为以后的沿空留巷施工进行了技术储备，为沿空留巷支护设计提供了技术数据。1原机巷基本情况充填开采工作面机巷设计断面为近矩形：正常段净宽×净高=4.6m×2.8m。充填开采工作面机巷（面向切眼方向）左帮采用左旋无纵筋高强螺纹钢锚杆配合M60钢带、金属菱形网联合支护，右帮采用左旋无纵筋高强螺纹钢锚杆配合“W”型钢带、金属菱形网联合

4、支护，间排距均为700×800mm，锚固力不小于60kN，采用1卷K2350型快速树脂锚固剂锚固。长M60钢带为：净长×净宽=1900×60mm；短M60钢带为：净长×净宽=1000×60mm。长W型钢带为净长×净宽=1900×180mm；短W型钢带为：净长×净宽=1000×180mm，厚度均为3mm。锚索规格为Φ15.24×7300mm，锚索托盘规格：长×宽×厚=250×250×16mm，锚索间排距为1500×2400mm，锚固剂型号为：K2350，Z2350每孔各2卷树脂锚固剂，快速锚固剂装入里端；锚索每排2根，矩形

5、沿巷中对称布置。62沿空留巷采用的方法2.1“垒砌矸石墙+半断面”沿空留巷支护方法（1）顶板加强支护。顶板加强支护采用垒砌矸石墙加半断面加强支护的支护方式。垒砌矸石墙宽度3000mm，半断面加强支护采用11#矿用工字钢与锚索联合支护的方式，顶梁两根悬吊锚索。11#矿用工字钢梁长度为1200mm，垂直于巷道走向紧靠巷道顶板布置，排距400mm。工字钢上布置两根锚索，锚索规格为Φ×L=15.24×7300mm，锚索间距为700mm，工字钢外端头距锚索200mm，接榫端距锚索300mm。工字钢通过与采空区加强支护工字钢接榫和顶

6、板锚索联合固定。顶梁相邻两个工字钢梁用一套拉杆连接，拉杆采用8#槽钢加工而成，11#矿用工字钢棚腿长度为3240mm。（2）采空区侧巷帮加强支护。采用11#矿用工字钢架单腿棚的支护方式。11#矿用工字钢棚腿沿巷帮与底板成80°角布置，对应于顶板加强支护的半断面工字钢梁，排距400mm，上端头与工字钢梁接榫，下端头插入底板300mm。工字钢下部距底板向上300mm的位置布置卡缆，工字钢外侧铺设搪柴棍和钢筋网，钢筋网直径Φ6mm，每片钢筋网的规格为B×L=1000×1700mm，钢筋网网格尺寸为100×100mm，钢筋网采用

7、双股12#铁丝固定在棚腿上，相邻两片钢筋网的搭接长度为2006mm，采用双股12#铁丝固定。每相邻的两个工字钢棚腿使用两套拉杆连接固定，拉杆采用8#槽钢加工而成。（3）采用此种方法沿空留巷，当工作面推进到70m后，后方架棚支护棚腿弯曲、错茬、钻底情况严重，失去架棚作用，为保证安全我矿放弃了此种支护方法。2.2“垒砌矸石墙+锚栓”沿空留巷支护方案2.2.1巷旁垒砌矸石墙支护方式巷旁垒砌矸石墙宽度为3000mm，高度接顶接底，并使用规格为Φ×L=20×3300mm全螺纹式锚杆配合钢筋网、KTM3“W”型钢带和梯子梁进行固定。

8、锚杆间排距为600×800mm，顶锚杆距离顶板为500mm，底锚杆距离底板为500mm，每排4根锚杆，两头均使用托盘与相配套的螺栓进行固定。矸石墙外侧铺设钢筋网，网片搭接长度不小于100mm，连网丝由12#铁丝双股双排扣扎结。“W”型钢带与梯子梁采用“十字”交叉布置的方式，垂直于巷道顶底板布置的为长度2400mm的“