工作面“沿空留巷”实施方案

1、.81113工作面“沿空留巷”实施方案一、81113工作面概况81113工作面埋深400m480m。工作面可采走向长度1168米，采长180米，可采储量64.5万吨，81#煤平均煤厚2.26米，煤层倾角2º-12º，平均7°。81#煤直接顶为砂质泥岩，平均厚度5.25米，老顶为细粒砂岩，平均厚度2.31米，直接底为厚度为1.78米的泥岩及1.91米的82#煤，老底为厚度为1.64米的砂质泥岩。根据地质资料及81113回风巷实测煤厚数据，81113回风巷道底板距82#煤层1.78米（附综合柱状图）。81113工作面回采设备情况为：布置ZY6400/17/31型支撑掩

2、护式液压支架，宽度1.5米，最大高度3.1米；采用MG400/930-3.3D型电牵引双滚筒采煤机割煤，采用SGZ-800/1050型工作溜运煤；采用全部垮落法管理采空区顶板。二、81113工作面实施“沿空留巷”前的巷道布置81113工作面原来采用“U+L”、“一进两回”（进风顺槽、回风顺槽和尾巷）的通风系统。进风、回风、尾巷、切巷均采用锚网支护，断面分别为4.8×3.0m、4.3×2.6m、4.8×3.0m、6.0×2.8m，尾巷二次复用作为下一个工作面的进风巷。附平面图三、实施沿空留巷后工作面系统及巷道布置81113回采工作面采用“两进一回”Y型通风

3、系统，即81111工作面的尾巷整巷后作为81113工作面的进风顺槽，现81113回风顺槽作为一条辅助进风顺槽回采时实施“沿空留巷”保留下来，现81113尾巷作为81113工作面的回风顺槽。下一个工作面（81115工作面）回采时采用“三进一回”的通风系统，即81113工作面的辅助进风顺槽（实施“沿空留巷”保留下来的）作为一条胶带顺槽，81113工作面的回风顺槽作为一条辅助进风顺槽（回采时全长过空巷），实体煤侧的两条巷道一条作辅助进风顺槽（实施“沿空留巷”），一条做回风顺槽。下一个工作面回采时和此工作面一样，以此类推。附平面图采用“沿空留巷”技术的优点：工作面形成 “Y”型通风替代原设计“一进两回

4、”“U+L”通风系统，从系统上避免了上隅角瓦斯积存的问题。优化了工作面通风系统，取消了尾巷，实现了完全意义上的无煤柱开采，提高了采出率。今后工作面顺槽双巷掘进过程中，只需每隔200米左右开设倒装横贯，不需要每隔50米开横贯，减少了井巷工程量。四、81113工作面“沿空留巷”实施方案（一）81113工作面辅助进风巷“沿空留巷”采用柔模混凝土巷旁充填工艺，填充速度50m3/h，沿空留巷施工要求如下：1、生产班割煤后，从架前铺设金属网。2、在架后进行打锚索，割一刀煤打一茬锚索。3、前面四架及挡矸支架（靠采空区侧）随割煤步距向前移动。4、一个小班后，开始移靠柔模混凝土侧的支架。5、检修班集中进行支模、

5、拌料、浇筑，最大浇筑长度设计为10米。（二）特殊支架设备布置为确保在支架后方施工锚索和浇筑“沿空留巷”墙体的人员能在有效的支护空间内安全作业，在工作面机尾安装8架特殊支架。支架由两部分组成：一是4架ZZ8000/17/31型工作面特殊支架；二是2组ZQL2×4000/17/31充填支架（A组靠采空区；B组靠充填墙）。支架为手动控制，主要参数如下：1、工作面特殊支架型号： ZZ8000/17/31型架型：四柱支撑掩护式支架数量：4架高度：1.73.1米中心距：1.5米初撑力：6180KN（P=31.5MPa）工作阻力：8000KN支护强度：0.92 MPa底板比压：2.0 MPa重量：

6、约27吨（1）工作面特殊支架位于运输机机尾处，共布置有四架相同架，推杆通过连接头与运输机连接；根据配套确定有两架配置特殊加长推杆，按配套图提供机头、尾支架连接头。（2）该支架为四柱支撑掩护式，整体顶梁结构。（3）顶梁前部设有伸缩梁，可满足割煤后的临时支护。顶梁后部护顶板可下垂90度，向后能打平，长度为1400mm；可根据顶板的破碎情况进行临时护顶。护顶板设有600×500方孔，用于现场打锚索施工。（4）顶梁设置双侧活动侧护板，出厂时面向煤壁右侧为活动侧护板。（5）底座前部设抬底油缸，后部设置一排连接孔，用来拉移充填支架。2、充填支架分A、B两组A组：型号：ZQL2×4000

7、/17/31数量：一组/2架高度：1.7-3.1米支护宽度：1.04米初撑力：2×3090KN（P=31.5MPa）工作阻力：2×4000KN支护强度：0.97 MPa底板比压：1.55 MPa重量：约33.8吨（1）该支架由前、后两架单体支架连接组成，前后架之间通过推移油缸和中间梁连接。（2）采空区侧设有挡矸板，另一侧前架顶梁上设有可翻转90º的护顶板。（3）该支架通过推移千斤顶与工作面特殊支架连接，随特殊支架同步推进，一刀一移。B组：型号：ZQL2×4000/17/31数量：一组/2架高度：1.7-3.1米支护宽度：0.76米初撑力：2×3

8、090KN（P=31.5MPa）工作阻力：2×4000KN支护强度：0.97 MPa底板比压：1.55 MPa重量：约31.8吨（1）该支架由前后两架单体支架连接组成，前后架之间通过推移油缸和中间梁连接。（2）后架顶梁上设有两个侧推千斤顶，不带侧护板，朝充填墙侧伸缩；（3）靠近充填墙侧每隔三米左右加一个挂袋机构，共5个。要求由后向充填墙侧旋转90度，臂长500mm,可上下伸缩，顶部有活动挂钩；（4）后架采空区侧设有挡矸板，长度按错架5800mm考虑；（5）前架底座下部设有导向杆，导向杆与工作面特殊支架连接，长度按5米移一次支架的长度设计；导向杆长9m，分成三节进行铰接，上下可旋转，适

9、应走向倾角小于20度；（6）该支架能够一次移两刀，支架正常摆放时，相对于A组支架滞后800mm。附图1：81113工作面沿空留巷支架布置图附图2：81113工作面设备平面布置图附图3：81113工作面机尾配套断面图附图4：81113工作面机尾拉架状态图（三）柔模混凝土技术及工艺柔模泵注混凝土沿空留巷施工主要包括地面干混料的制备与运输下井、待浇筑空间挂设柔性模板和浇筑混凝土等关键施工环节。浇筑混凝土采用陕西开拓建筑科技有限公司和西安科技大学联合研发制造的柔模混凝土制备输送机组专用设备，设备型号为KTRHZSJ-50。柔模混凝土制备输送机组明细见下表附表 柔模混凝土制备输送机组（KTRHZSJ-5

10、）明细序号设备名称规格型号用 量备 注1地面柔模混凝土混合系统KTRHZSJ-50，生产能力不小于50m³/h1台地面干混料制备站2地面柔模混凝土配料系统1台3地面水泥自动称量上料系统1套4井下柔模混凝土上料系统1台井下混凝土制备输送站5井下柔模混凝土搅拌系统1台6井下柔模混凝土泵送系统1台7管道输送系统400m1、地面混凝土料搅拌站布置地面干混料制备站布置在副井口附近，包括砂子、石子存放地，公司采用改造现有的干料搅拌站，将水泥、砂、石子、外加剂等搅拌合成干料，通过1t或1.5t矿车运输至81113辅助进风顺槽。地面干料制备系统的主要作用是将水泥、外加剂、砂子和石子等组分精确称量，充

11、分搅拌，制备成巷旁支护干混料，地面制备好的干混料通过矿车送到井下（运输工区在地面搅拌站处设置循环车场，实现空车进、重车出的循环作业方式）。2、井下混凝土制备输送站布置在81113辅助进风巷安装一部800皮带机，利用侧卸式矿车将混凝土干料输送至81113皮带机尾位置（机尾低于轨面0.5米以上），设置斜平台将矿车干料卸至皮带机尾。皮带机头直接搭混凝土制备输送站，通过皮带将干混料运输至连续搅拌机内，然后加水进行二次搅拌，再通过混凝土输送泵通过管路将混凝土注入已架设好的柔模内，利用泵压强制接顶。混凝土制备输送站（上料机、搅拌机、泵）布置在采煤工作面前方400m左右位置处，当工作面回采至距离泵站出口30

12、m左右时，移动一次混凝土制备输送站。3、柔模混凝土制备输送机组用于采煤工作面沿空留巷柔模混凝土制浆并进行远程输送填注。每套分为：动力系统、上料系统、搅拌系统、泵送系统及管道输送系统。主要技术参数如下（1）动力系统：装机功率不低于220kW，电压等级660/1140V（2）上料系统：上料能力不小于50m³/h，上料高度22.4m（可调），设备尺寸：20*1.6*2米。（3）搅拌系统：设备尺寸：4.5*1.6*2米。一次搅拌系统：搅拌能力不小于50m³/h，搅拌槽公称容量不小于2300L，混凝土坍落度范围100230mm，适应骨料最大粒径30mm，高压水洗，连续出料，双轴搅拌，

13、卡箍连接式高强耐磨叶片搅拌。二次搅拌系统：料斗容积不小于500L，高压水洗，单轴搅拌，卡箍连接式高强耐磨叶片搅拌。（4）泵送系统：设备尺寸：6*1.6*1.63米。理论输送量不小于80m³/h，泵送混凝土最大压力不小于16MPa，水平泵送C30混凝土最大可靠输送距离（复杂工况）不小于500m，出料口直径不小于170mm，混凝土坍落度范围100280mm，混凝土最大骨料粒径不小于20mm，（5）管道输送系统：管径DN125，高压耐磨无缝钢管，管路耐压值不小于18MPa，壁厚5.5mm。4、柔模泵注混凝土（1）柔模泵注混凝土设计与普通混凝土设计相比，第一，砂率要比普通混凝土大，通常情况下

14、为45%50%；第二，石子的最大粒径要与输送管的直径及柔模厚度相适应，通常最大粒径小于20mm，一般采用516mm；第三，搅拌的混凝土水灰比取0.50.6为宜；第四，坍落度宜为180200mm。本支护中，混凝土设计标号C30，配合比如下表。材 料水 泥黄 砂碎 石水专用外加剂质 量（kg/m3）4507509002161（2）原材料技术要求水泥：42.5普通硅酸盐水泥；砂子：二区中砂，干砂，泥或石粉含量小于3%；石子：520mm连续级配碎石，含泥量小于1%，石粉含量小于0.5%，碎石压碎值指标16%；水：干净、无污染的矿井水；专用外加剂：具有提高泵送性能、提高混凝土自密实性能、提高早期强度等作

15、用。5、瓦斯管路预埋墙体预埋瓦斯管采用226×1500mm的铁管，壁厚不小于5mm，一端焊接法兰盘，埋管间距为10m，墙体预埋管到顶板的距离为300500mm。除切眼位置处的2根预埋管外，其余预埋管在滞后工作面60m以后充填封闭，充填材料采用C30混凝土。五、沿空留巷支护设计（一）原巷道补强支护1、因所留巷道将来受二次矿压影响，沿空留巷前，需对81113回风巷原支护进行补强。原巷道支护参数为：81113回风顺槽净宽4.3米，净高2.6米。顶部采用锚杆+锚索+钢筋钢带+金属网支护，每隔一排一根17.8×11200mm锚索,每排4.5根20×2000mm的圆钢锚杆，排

16、距950mm；每排每帮3根18mm×2000mm的圆钢锚杆，间距800mm排距950mm。81113回风顺槽开口300-330米陷落柱范围内为净宽4.4米，净高3.2米的拱形断面，采用全锚索支护。附断面图5-1图5-1 81113辅助进风巷原巷道支护断面图补强支护方案为：顶部每排补2根21.6×11200mm锚索，配14#槽钢托梁（500mm），打在两排中间2、4眼位；帮部煤柱侧每排补一根17.8×4200mm锚索，打在两排中间第二眼位。见断面图522、81113尾巷需补强支护935米，共计锚索2600根。（二）留巷滞后支护方式在沿空留巷过程中，工作面滞后段将受采

17、动影响，为防止回采过程中矿压显现对预留巷道的破坏，留巷滞后支护采用支设进度棚的方式维护顶板，排距950mm，单体柱采用DW28型悬浮柱、棚梁采用22cm×4.2m一面平优质圆木，滞后支护距离不小于150米。见断面图52（三）永久支护方式在工作面机尾6架支架（包括4架特殊架）前方提前挂网，网片规格为10×1m的金属网，网片与巷道顶网搭接500mm，网与网之间搭接100mm，每隔200mm联网一道；随工作面每向前推进1.6米，移架后在充填区域上方补打一排锚索，每排三根21.6×6200mm锚索，一根支设在墙体中线顶板中，另外两根与第一根间距800mm，锚索排距1000

18、mm，配14#槽钢托梁（500mm）。见断面图52图5-2 81113辅助进风沿空留巷支护断面图（四）巷旁支护充填体宽度为1.2m，每次充填长度为3m，充填高度不低于2.7m，混凝土强度等级为C30，留巷后巷道净断面为4.6*2.7m。为了控制巷旁支护的横向变形，在柔模混凝土墙体内预置锚栓。锚栓为20×1250mm的高强度螺纹钢，两端丝扣长度各为100mm，托板尺寸为150×150×16mm，双托板双螺母；锚栓的间排距为800×750mm。效果见下图。 a挂好柔模，未浇筑混凝土 b浇筑完混凝土（五）日浇筑混凝土体积计算1、按生产推进距计算V=L×

19、;B×H=8×1.2×2.7=25.92m3V-日推进度按8m计算时的浇筑体积L-日推进度 B-柔模宽度 H-柔模高度2、按柔模计算V=N*V1=3*（3*1.2*2.7）=29.16 m3N-每天所有柔模数（按3模算） V1-单个柔模浇筑体积（按3米算）C30混凝土的密度为2.42.5t/m3，换算干料每3模为7275 t，因此每天必须准备一定的干料，具体视生产情况而定。六、沿空留巷施工工艺及流程工作面挂网、割煤、移架（四架充填前部支架及挡矸支架（靠采空区侧）架后施工顶锚索、同时支设进度棚（进度棚要紧跟充填前部支架切顶线），切顶线至超前支护区域根据实际情况支设单

20、体帽柱做临时支护。清理巷道、移充填支护架（滞后挡矸支架不得大于5.8米，且满足柔模浇筑8小时以上，方可开始移靠柔模混凝土侧的充填支护支架）检修班将填充支架移到位后，集中进行充填体定位、挂柔模、巷道侧支设单体柱、穿对拉锚杆泵注混凝土（运干料、上料、泵注平行作业），最大浇筑长度设计为9米下一循环七、需要注意的问题（一）施工过程中要确保新旧墙体成为一个整体，当墙体缝隙出现漏风现象时使用喷浆机进行喷浆封闭。（二）生产过程中支架窜架会影响墙体接茬、易跑浆漏浆、墙体不结顶等问题，采煤队生产时要根据工作面实际情况进行调整，确保工作面“三直两平”。（三）要减小占巷支架对巷道原有顶板的破坏。（四）泵注混凝土配比

21、数据参照中国神华神东上湾煤矿“沿空留巷”经验进行设计，需要根据我公司实际情况委托专业机构进行配比试验、确定配比数据。（五）特殊支架需要解体成底座和顶梁两部分下井组装，回采推进10m之后安装采空区挡矸支架和充填支护支架。八、81113工作面安装工期（一）整巷工程：截至7月24日81113进风巷已整巷440米，剩余780米，8月31日前整巷完毕，并拆完整巷设备。（二）进风安装：9月1日7日进风二部皮带、设备列车全部安装完毕。9月8日9月15日进风管路吊挂、电缆敷设、照明、信号、进风超前支护全部完善。（三）工作面及辅助进风：1、运输队负责（准备队配合）在7月底前完成81113辅助进风巷剩余钉道、切巷、进风100范围内钉道工程及安全设备全部完善；工程队负责在7月底前完成81113辅助进风巷柔模混凝土制备输送机组、皮带机头、皮带机尾的开帮起底工程。2、8月1日8月7日，桥转、破碎机安装完毕。3、8月8日8月16日，工作溜除机尾外全部安装完毕。4、8月