可缩自适应沿空留巷技术的推广应用

魏峰

摘 要：本文以112145工作面运料巷沿空留巷技术为实例，阐述了可缩自适应沿空留巷技术，为可缩自适应沿空留巷提供了宝贵经验，具有广泛的应用前景。

关键词：可缩自适应；沿空留巷；应用

中图分类号： TD713 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2017）04-182-2

1 工作面简介

辛安矿112145工作面位于辛安区214采区，其东西两侧分别为112161工作面，北部为214采区下山保护煤柱，南部为井田边界煤柱，工作面走向长度1200m，煤层平均厚度4.2m。

2 可缩自适应沿空留巷技术说明

2.1 KYKSZ-A型矿用沿空留巷式可缩柱设计

①可缩柱的结构：可缩柱的结构如图1所示，为适应巷道高度的变化，其内、外筒为可嵌套的2节无缝钢管。上节和下节均为长度2000mm的无缝钢管，2节无缝钢管之间搭接长度不小于500mm。上节无缝管管径为φ325×8mm；下节无缝管管径为φ299×8mm。可缩柱内砂石通过上节的充填口进行物料的充填和下节的卸压口进行释放。②充填料构成：充填料由砂石混合料组成，为提高其胶结程度，添加了少量生石灰，砂石混合料质量配比为砂：石子：生石灰=1.0：1.6：0.5，加水和振动可提高混合料流动性和均匀密实性。

2.2 可缩柱的主要特点

①具有良好的可缩性，能够进行高、低的调整，适应不同巷道的高度变化。

②初期具有较强的初撑力，形成主动支护；可缩性可实现让压、卸载；后期砂石混合料密实后具有较强的支护阻力。

3 沿空留巷工艺流程

3.1 主要工艺流程

工作面超前支护（打锚索、支可缩柱）→按线支设可缩柱→充填砂石混合料→工作面割煤、移架→可缩柱挂网、打设隔离墙→下一循环。

3.2 具体施工方法说明

3.2.1 沿空留巷超前支护

超前回采工作面50m，对巷道进行超前加固，加固方式为：沿巷道走向打设两排锚索梯子梁，其中一排沿巷中线布置，另外一排沿可缩柱施工线布置，距巷帮700mm，间距1300mm，锚索规格为Φ21.6×7000mm的钢绞线，并与1.5m长16号直梯子梁连锁。

3.2.2 按线支设可缩柱

可缩柱采用20号无缝钢管焊制，上下节钢筒长度均为2m，套接部分可自由伸缩，可适应2.5～3.5m的巷高。可缩柱沿巷道走向布置，可缩柱中心线距巷道中心线1.158m，间距1m，留巷宽度3.0m。

可缩柱超前回采工作面30m打设。打设时，两人配合作业，先将上下两节钢筒套接，按线扶正，然后使用单体液压点柱提升上节筒使其接顶，并配合8号铁丝将上节钢筒固定到顶板梯子梁或梯子梁上，以防止可缩柱倾倒伤人。提升过程中需时时调整上节筒，使单体支承座方向平行于巷道中心线，且充填口朝向行人侧。可缩柱接顶后，在两侧单体支撑座下分别打设液压点柱，固定可缩柱，单体液压点柱初撑力以使可缩柱接顶严实为宜。滞后工作面20—50m撤掉液压点柱。可缩柱可代替一排超前支护液压点柱。

3.2.3 向可缩柱内充填砂石混合料

可缩柱打设完毕后，向筒内充填砂石混合料直至可缩柱内充填密实，注料期间利用振捣器振捣混合料。

3.2.4 打设留巷与采空区间隔离墙

充填完毕后，在可缩柱靠近采空区侧铺设钢筋网，铺设高度为巷道高度，金属网用14号铁丝固定到可缩柱采空区侧帮吊钩上，与相邻网片搭接不小于100mm，每200mm用14号铁丝连接一道。然后依次向网上固定半圆木板梁和废旧皮带作为隔离墙。半圆木板梁可利用14号铁丝固定到金属网上，板梁沿走向铺设，间距为1m，并根据后期挡矸效果适当缩小或放大间距。皮带用铁丝穿孔固定到板梁上。

4 施工设计

4.1 施工设备布置

根据该矿实际，混凝土制作设备采用矿用喷浆机，考虑到运料方便、水源、供风等因素，喷浆机布置在运煤内。喷浆机选用JPS6IH煤矿用喷浆机。

4.2 施工技术要点及技术措施

可缩自适应沿空留巷的施工要点包括：超前锚索梯子梁预加固、超前支设可缩柱、充填混合料、打设密闭墙及隔离墙四部分。

4.2.1 锚索梯子梁预加固

①在設计沿空留巷段巷道内开始处超前回采工作面50m开始对顶板进行预加固。②锚索梯子梁严格按线打设，间排距、预紧力等技术参数符合技术要求。③锚索打设角度应垂直于顶板。

4.2.2 超前支设可缩柱

①超前工作面30m打设可缩柱。打设可缩柱前，要将打设地点底板浮煤浮矸等杂物清理干净，确保可缩柱打设在坚硬平整的实底上，对于软弱底板可缩柱要穿铁鞋。②可缩柱打设应保持竖直，并有一定的应山角，用两根单体液压点柱对称布置在可缩柱两侧，顶住单体支承座提升接顶，再用8号铁丝配合上节筒吊钩固定，液压单体要求初撑力不宜过大，已能够保证上节筒接顶严实为宜。可缩柱可代替一排起超前支护作用的液压点柱。

4.2.3 充填混合料

①混合料利用喷浆机充填。②检查确定喷浆机工作状况正常，管路畅通后，即可进行混合料充填。充填过程中，喷浆手握紧喷浆机喷头对准充填口向柱体内充填，手动控制进水，通过卸压口密切观察混合料流动性，并严格控制水量，确保砂石混合料搅拌均匀，和易性满足输送要求。③充填同时开启模具外壁的振动装置，每次充填高度1m后，振动5min，然后再进行充填并持续振动，以确保模具内的混合料充填均匀、密实。待混合料溢出后，说明接顶严密，停止注浆。对于接顶不严的可缩柱必须进行二次接顶。二次接顶时可适当调整水灰比，以降低混合料流动性。④可缩柱充填工作完成后，关闭喷浆机开关，将管路接头和下一可缩柱的填充口对接牢固，重复上述操作充填可缩柱。整个充填过程中下节柱体的卸压口始终处于关闭状态。⑤可缩柱充填工作完成后，三天内每班通过下节筒的卸压口，观察混合料凝结情况，待混合料流动性消失后，即打开卸压口盖板，将可缩柱内水排出，并始终保持打开状态。

4.2.4 打设密闭墙及隔离墙

①在沿空留巷段起始端建立密闭墙，扩散通风距离超过5m时则必须用局部通风机供风。②密闭墙为砖墙，砌筑牢固，嵌入煤帮、底板的基础不小于200mm，厚度不小于500mm。紧贴密闭墙里侧事先摆好木垛，木垛宽度不小于3m，接顶严实。隔离墙由喷砼、钢筋网、板梁、废旧皮带组成，其中钢筋网、板梁、废旧皮带配合14号铁丝，固定到可缩柱上下节筒吊钩上。网两端与相邻可缩柱上的网片搭接，搭接长度不小于100mm。③喷浆施工：支撑可缩柱的液压点柱回撤后，每10m集中对采空区侧进行喷浆作业，喷浆厚度以覆盖住钢筋网为宜，但不小于30mm厚，喷浆平整度符合质量标准化要求，并定期洒水养护。

4.3 劳动组织

采用三八作业制，早、中、夜三班负责打设锚索梯子梁预加固，每班需打设锚索15根，上3m梯子梁5块。早班对已撤除液压点柱段进行喷浆作业，只对隔离墙喷浆，则喷浆量为：巷高3m×日进度3m=9m2。中夜班生产班，在工作面紧跟支架尾梁打设可缩柱，同时打设隔离墙，每班支设2根可缩柱。

4.4 矿压观测

112145工作面沿空留巷监控量测的主要内容有：周期来压，顶底板移近量，两帮移近量，顶板离层。

观测手段：支架上支撑力显示、顶板离层仪、盒尺测量。

112145工作面沿空留巷段内每30m打设一个顶板离层仪，用来观测巷道内顶底板移近量和顶板离层情况，每10m建一个测点，量测留巷时巷高、巷宽，并建立台账，每天安排专人实测，单位技术人员与原始数据比較，确定顶底板移近量和两帮移近量。并将每天数据上报技术部。

5 沿空留巷实施过程中存在的问题

由于沿空留巷施工地点临近工作面，工作面裂隙水、设备冷却水都流到工作面下头，在留巷施工初期，对水的治理严重制约着留巷施工的进度。结合现场实际我们改变施工工艺，卧底时先卧两个墩柱坑，用其中一个作为临时的水窝，用风泵及时将水抽入采空区。这样就保证了施工进度。

6 结论

①巷旁支护体具有可伸缩性，在一定程度上降低岩梁的运动速度，以减少沿空留巷围岩变形量。②锚索与可缩柱的联合切顶作用，阻断了老空区顶板压力的传递，巷帮自动形成，进一步减小了围岩变形，省去了一帮的锚网支护。

参 考 文 献

[1] 何献平.沿空留巷巷道支护技术[J].河北煤炭，2010（3）：29-31.

[2] 王占忠.沿空留巷联合支护技术[J].甘肃科技，2006（10）：38-39.

[3] 康红普.深部沿空留巷围岩变形特征与支护技术[J].岩石力学与工程学报，2010（10）：35-40.

[4] 伦岩.新型支护技术在沿空留巷中的应用[J].黑龙江科技信息，2008（15）：18-19.