中厚煤层综采工作面沿空留巷可行性施工方案探讨.doc

中厚煤层综采工作面沿空留巷可行性施工方案探讨内蒙古鄂尔多斯市鄂托克前旗上海庙镇福城矿业有限公司 许楼家 颜成龙摘要：在沿空留巷技术得到推广应用的今天，作为煤矿工作者应该考虑优化施工方案，提高施工的安全系数，探究中厚煤层综采工作面的沿空留巷问题，得到实际的生产效益及社会效益。关键词：中厚煤层 沿空留巷 支护 施工方案目前沿空留巷已得到推广与应用，但是沿空留巷工作面采高基本都在3m以下，在薄煤层中应用较多，在中厚煤层中的应用实例基本没有，基于目前的生产条件对沿空留巷相关的问题进行可行性分析。一、实际生产效益以及社会效益沿空留巷可以多回收煤柱并且缓解接续紧张问题，减少巷道掘进量；根本解决工作面隅角瓦斯，预防瓦斯事故。 缺点：不适应快速回采高效工作面。不适应高架开采工作面。二、沿空留巷所需解决的问题沿空留巷的巷道存在以下5各方面的动压影响：掘进围压平衡巷道维护第一关；上区段回采超前动压第一次高强度损伤；支架动压加速损伤；周期来压损伤进一步扩展；留巷回采动压第二次高强度损伤回采动压对巷道的损害最为严重。所受到的剧烈动压主要为：采动矿压和采面后老空垮落矿压和留巷回采动压。沿空留巷存在着大变形、大破坏，随之而来的是大的地压。在让压方面，时间条件，不允许；空间条件，不允许；技术条件，在实现高强均压的条件下可实现沿空留巷。想要做好沿空留巷首先需要解决巷道的支护问题。所以沿空留巷的支护方面高强才是硬道理。巷道的巷帮和顶部的加固可以避免顶部微观离层，使稳定拱线向采空区方向移动。隔离墙的高强度和及时性可以防止顶板宏观离层，使得巷道形成新的自稳隐形拱。沿空留巷所需解决的关键3项问题：沿空留巷必须要解决好巷道支护问题、切顶卸压问题以及巷道隔离支护的问题。巷道施工时的围岩加固可以起到应力转移的目的；而强力隔离墙支撑可以有效解决支撑平衡隔离问题；回采切顶工作解决矿压应力平衡，减轻采动影响对巷道的破坏。钢材的强度能够对岩体加固的原因是其高强度；钢材必须和岩土变形一致才能够起作用，而且作用很小；只有高预应力钢材才能够很好的对岩体起到加固作用；沿空后巷砌墙必须紧贴巷道顶板才能有效支护巷道，有效减轻巷道顶板变形，避免顶板离层引起的冒顶事故。沿空留巷必须实现隔离墙施工以及顶板、巷帮支护的及时、高强以及密封。三、沿空留巷支护材料以及施工工艺锚杆锚索必须施加足够大的预应力才能够与围岩体共同作用；锚杆锚索必须在高负荷情况下保持连续变形才能有效支护围岩。必须在锚索上配备一定性能的构件来耦合锚杆和锚索的力学性能才能够取得理想的效果。（考虑使用恒阻大变形锚杆、锚索）根据地层条件的不同，需要一定强度的锚杆杆体。在高地应力、受动压影响的条件下，支护强度必须提高，这就要求单根锚杆的强度加大，使其与高地应力相适应。锚杆的安装应力是控制围岩早期变形的重要参数。安装应力过小会使围岩发生过大的早期变形，松散破碎塑性圈增大，引起围岩体不断破碎，锚杆荷载增大而效果不佳或破断。锚杆强度无论多大都无法与地应力抗衡。为了尽量保证支护系统适应围岩变形特性，使每根锚杆都均匀受力，防止锚杆承受过度载荷而破断，锚杆必须有控制变形让压和均压性能。技术的关键是这种变形让压必须是有适当控制的让压。让压性能对顶板支护效果影响很大，合理的让压性能应该做到锚杆在一定荷载情况下控制围岩体变形又要稳定让压，以保证锚杆系统受力均匀和防止锚杆破断，也就是先支护后让压，让压距离的大小必须保证围岩稳定。锚杆给围岩提供径向力约束围岩，达到强化围岩强度。问题的关键是锚杆只仅仅提供了径向力。那么它对围岩的强化能力没有发挥到最佳。如果根据围岩体变性特征在支护体系中能够同时提供径向和环向约束，支护体系将会有深层次的进步。锚网支护体系中的托梁和钢带就是这类构件。但合理的钢带结构才会达到这一目的。以往的W钢带的设计是以承托为主要目标的横向构件。它的钻孔设置是长条形的以满足顶板水平方向位移和安装时候锚杆杆体的水平方向移动。因此不能作为顶板水平力学构件。M钢带在某种程度上改变了W钢带的部分缺陷，以强调抗弯能力为显著特点，却损失了承托面积和水平力因素。现有的各型钢带中，T型钢带、型钢带、组合托板钢带具有比较好的水平预紧力效果。钢带是支护体系中非常重要的构件，尤其是对于平顶型顺槽的顶部支护非常重要。合理有效的辅助构件可以与锚杆支护形成一个整体，保障巷道支护的长期有效性和稳定性，适应地质和采矿条件的变化和动压的要求。在设计中，必须考虑到锚索和锚杆支护系统的耦合设计问题，否则可能出现锚杆或锚索破断，导致初始支护和辅助支护系统不能共同支护围岩。锚索和锚杆的耦合可以通过让压环得到很大程度的解决。合理有效的网片结构能够防止围岩破碎脱落并补充锚网系统的约束效果。针对不同地层围岩状况设置不同的托盘结构能够较好的约束围岩。一些辅助托梁能够增加锚网支护系统的完整性。现在采用较多的有W钢带，M钢带，钢筋梯子梁，T型钢带等。巷道已施工完毕，以上问题可在回采期间做加强支护。隔离墙考虑使用预制砌块。预制砌块能够保证最佳混凝土效果，相比现场泵注的自密实混凝土墙，可有效提高强度。砌体预制混凝土块对顶板提供及时强大的被动初撑力，保证沿空留巷的安全性。同时需要在砌缝中进行注浆，密实隔离墙，避免老空漏风，提高安全性，做好回采工作面的防灭火工作，同时注浆砌缝在3-7天内能够提供一定的让压特性释放切顶时候的矿压峰值。（矸石堆垛法是一种看似简单经济的做法，但因为该方法不能达到及时有效支撑顶板，容易造成顶板过量下沉导致巷道不利于回采工作。这种方式虽然材料单价低，但会消耗大量的人力，而且隔离效果很差，安全起见不建议使用矸石袋墙。）同时考虑安设大直径钢管墩柱对巷道顶板进行支护，在回采时安设大直径钢管并进行注如混凝土，考虑施工的安全性，对钢管墩柱的注浆孔全部朝向采空区。墩柱使用时进行注浆以确保支护强度及支护效果。墩柱为钢制空心结构。根据以上分析，对于中厚煤层综采工作面沿空留巷施工使用：切顶爆破卸压+混