沿空留巷的具体方法.docx

沿空留巷的具体方法为了减少区段运输巷和区段回风巷之间的煤柱损失，近年来采用、推广无煤柱开采无煤柱开采就是紧贴采空区，保留和维护上一区段的运输巷作为下区段的回风巷，其间不留 煤柱，故称为沿空留巷沿空留巷一般适应于开采缓倾斜和倾斜、厚度在2.5米以下的薄及中厚煤层具体方法 主要有：1、 砌筑矸石带随着回采工作面的推进，在巷道上帮砌筑2米左右宽的矸石带，以便 维护区段运输巷2、 支设密集支柱或木垛在巷道上帮靠近采空区处，随着工作面的推进，及时支设单 排或双排的密集支柱或木垛3、 加固原巷道的金属支架随着工作面的推进，保持超前工作面米，在运输巷的金属 支架中支设中柱，回掉上帮腿，并沿走向支设托梁，托住金属棚梁维护好端头，以便工作 面输送机头向前移当输送机移过后，在工作面后方再支设上帮腿，并在金属支架之间靠采 空区一侧支设密集支柱，挂笆挡矸，然后放顶4、 采用硬石膏充填带在巷道靠近采空区一侧，采用天然的或人工硬石膏(硫酸钙)， 与速凝水泥作刚性充填带，这样既可支撑顶板维护巷道，又可隔离采空区，对减少自然发火 危险和改善通风状况有利，但造价较高，在国内尚未广泛使用沿空留巷(gob-side entryretaining)采煤工作面后沿采空区边缘维护原回采巷道。

为了回收 传统采矿方式中留设的保安煤柱采用一定的技术手段将上一区段的顺槽重新支护留给下一 个区段使用这种留巷的做法是沿着采空区边缘在原顺槽位置保留就称为沿空留巷沿空留 巷可以最大限度回收资源避免煤体损失目录1.1. 问题的提出1.1.1.国外代表1.1.2.我国典范1.2.1. 现实意义1.2.2. 战略意义1.3. 无煤柱采矿经历2. 沿空留巷技术现状2.1. 密集支架形式基本不可取2.2. 矸石堆垛方式应该淘汰2.3 .砌体墙法存在缺陷2.4. 高水高效充填支护法事倍功半2.5. 现浇混凝土隔墙法实践证明较好2.5.1.大型自移式沿空留巷充填支架2.5.2. 桶柱方式巷帮支护法2.5.3. 膏体混凝土2.5.4. 柔模支护技术2.6. 现浇混凝土隔墙技术评价2.7. 封闭注浆砌筑技术3. 沿空留巷技术分析3.3.沿空巷道顶部矿压特征3.3.1.顶板宏观表现3.3.2. 顶部微观表现3.3.3. 顶板力学表现3.4. 沿空留巷支护对策4.1. 封闭注浆砌筑技术方案4.2.封闭模铸砌体技术特点4.3. 封闭模铸砌体沿空留巷隔墙优点4.4•封闭模铸砌体工程特点1.1. 问题的提出1.1.1.国外代表1.1.2.我国典范1.2.1. 现实意义1.2.2. 战略意义1.3. 无煤柱采矿经历2.沿空留巷技术现状2.1. 密集支架形式基本不可取2.2. 矸石堆垛方式应该淘汰2.3 .砌体墙法存在缺陷2.4. 高水高效充填支护法事倍功半2.5. 现浇混凝土隔墙法实践证明较好2.5.1.大型自移式沿空留巷充填支架2.5.2. 桶柱方式巷帮支护法2.5.3. 膏体混凝土2.5.4. 柔模支护技术2.6. 现浇混凝土隔墙技术评价2.7.封闭注浆砌筑技术3.沿空留巷技术分析3.3.沿空巷道 顶部矿压特征3.3.1. 顶板宏观表现3.3.2.顶部微观表现3.3.3.顶板力学表现3.4.沿空留巷支护对策4.1. 封闭注浆砌筑技术方案4.2. 封闭模铸砌体技术特点4.3.封闭模铸砌体沿空留巷隔墙优点44封闭模铸砌体工程特 点展开编辑本段1.1.问题的提出1.1.1. 国外代表上世纪60年代英国、德国开始采用。

这些发达国家非常重视这种一次性能源的开采 分别采用前进式和后退式的工作面沿空留巷方法以实现无煤柱开采现在基本普及无煤柱开 采国外目前主要以无机有机混合结构形式结合钢结构骨架实施沿空留巷隔墙我国上世纪 70年代引进使用，那时候因为经济基础等因素影响，所采用的方法都没有广泛适应性后 期出现的“高水材料”成本过高、强度和耐久性不足、特别是没有掌握矿山压力规律，从根本 上扭转巷道维护困难的局面而没有得到推广1.1.2. 我国典范从20世纪90年代淮南矿业集团为了治理瓦斯，坚持实施科学创新开采在袁亮院士带 领下，淮南在实现充填材料更新、充填工艺及装备机械化的基础上，成功的采用沿空留巷， 实现了煤与瓦斯同采在较好的解决了回采工作面推进上隅角瓦斯积聚以及在高应力区掘巷 引发的瓦斯突出和瓦斯爆炸事故的同时，把沿空留巷无煤柱开采推进到了一个新的发展阶 段 实践证明，无煤柱开采方案实践可有效地控制瓦斯爆炸、冲击地压等相关事故的发生通过对岩层运动和矿山压力发展变化规律的研究，正确的进行巷道矿压控制设计以及 解决好巷道掘进和维护期间老塘透风问题，完全能够控制原煤柱护巷方案产生的重大事故在掌握了沿空留巷的内在本质的基础上，西安科技大学惠兴田课题组认真分析近年沿空留巷 研究成果。

专注于及时和高强两方面兼顾上上下功夫在此基础上研究并发明了封闭模铸砌 体结构这种隔墙技术由于采用预制混凝土技术作为隔墙高强内核使得隔离墙具有早期高强 度，以注浆技术的密闭和充填性作为支护的及时性可以保证砌体墙体既有严密的封闭性又能 够及时贴顶支护这种技术一次解决了现有混凝土隔墙技术无法解决的及时性和高强度问 题而且成本远远低于一般泵送混凝土的成本 对沿空留巷具有代表意义的专利技术：发明3项：一种刚柔复合结构模板及其沿空留巷隔墙施工方法；可变弹性接顶模板及其施工 方法；用于沿空留巷的综合一体机及其施工方法实用新型2项：一种沿空留巷砌筑隔离墙 使用的复合模板；一种变形内胎模板 12无煤柱开采意义 减少巷道掘进量——缓解接续紧张； 节约掘进费用——提高综合经济效益 煤炭全部回收——延长矿井寿命，提高社会效益 上世纪沿空留巷技术方案缺陷阻碍了该项技术实施近十年混凝土技术的成熟为沿空留巷打下良好基础1.2.1. 现实意义减少巷道掘进量一缓解接续紧张；提高综合效益1.2.2. 战略意义开发煤炭资源；提高煤炭回收率 推行无煤柱开采，不仅对生产矿井进行技术改造、缓和采掘关系和延长矿井寿命具有现实意义，而且也是使煤炭企业改善安全条件和技术经济 指标，增产、增盈减亏的主要途径之一。

根据我国的实践经验和当前的技术水平，目前推行的无煤柱开采护巷分为沿空留巷、沿空掘巷、跨采和预采无煤柱护巷以及在采空区内 形成巷道四种形式，其中沿空留巷这种无煤柱护巷方式如果实施技术方案合理的话在技术和 经济上有更多优越性，具有广泛意义，因而对于条件适合的矿井都应当优先采用 编辑本段1.3.无煤柱采矿经历上世纪60年代世界一些主要产煤国家为了达到少掘巷道、增加煤炭资源回收率、增加 生产的连续性和提高矿井的经济效益目的，而采用往复式'Z ”形开采，前进式和后退式的工 作面沿空留巷方法以实现无煤柱开采对沿空留巷的矿压显现、适用条件、合理支护形式及 新型支护材料等都进行了大量研究在这方面做得较多的是前苏联、德国、英国、波兰等国 家这些发达国家非常重视这种一次性能源的开采现在基本普及无煤柱开采国外目前主 要以无机有机混合结构形式结合钢结构骨架实施沿空留巷隔墙 我国上世纪70年代引进使用，那时候因为经济基础等因素影响，所采用的方法都没有广泛适应性后期出现的“高 水材料”成本过高、强度和耐久性不足、特别是没有掌握矿山压力规律，从根本上扭转巷道 维护困难的局面而没有得到推广 我国从薄煤层到厚煤层，从缓倾斜煤层到急倾斜煤层，都已有沿空留巷的成功经验。

但是，在沿空留巷研究与应用中仍存在着不足之处，使得 一些矿井在应用沿空留巷技术中没有取得预期的效果，并限制了沿空留巷技术在我国更广泛 的推广 经过几十年的发展，我国一些矿区在沿空留巷方面取得了可喜成绩一些矿井取得了非常客观的经济效益 沿空留巷技术正处在一个急速起步的黄金时代编辑本段2.沿空留巷技术现状在几十年的研究应用中，该领域的成功与失败并存，我们分析这些经验归结如下： 编辑本段2.1.密集支架形式基本不可取沿空留巷在上世纪研究初期基本上都是以支架形式完成那时候各种支架形式的应用曾 经解决过许多回采工作面的无煤柱采煤问题但都是应用到一些采面地压相对较小并且煤层 赋存条件较好的无自然发火的低瓦斯矿井而且应用情况也不能令人满意 这种方式因为支护材料品种多，工作量大，支护效果差，采空区隔离效果差等问题现在很少应用 编辑本段2.2.矸石堆垛方式应该淘汰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，因此适应面很小一些好的方法的出现会加速这一方法的淘汰 编辑本段2.3.砌体墙法存在缺陷采用预制块砌墙可以克服上述2.1和2.2节所述密集柱和矸石堆垛的许多缺陷，能够基 本形成一道隔离采空区的密闭墙体。

但该方法还是不能解决墙体与顶板的接顶问题，往往会 造成顶板过量离层使得支护效果不佳应该在此基础上进行改进编辑本段2.4.高水高效充填支护法事倍功半随工作面在采空区所在一侧构筑巷帮充填体形成巷帮支护带该支护方法一般使用材料 强度低，用量大且不能有效控制直接顶的离层和及时切断直接顶,不利于保持巷道的稳定性 同时，由于成本高，支护效果差，现场实际应用很少见 该方法的最大优点是充填范 围大，适应性广，施工机械化程度高 该方法的最大缺点是：支护强度低很难适应沿 空巷道的咼压突变性；材料成本很咼编辑本段2.5.现浇混凝土隔墙法实践证明较好经过近几年实践证明，混凝土墙体虽然有价材料用量大但该方法适应性广，承载力高， 能够形成足够的切顶强度，安全可靠现在已经被广泛接受 混凝土墙的缺点在于其 比较高的工程费用和施工的复杂性以及强度上升的速度不能适应高产高效矿井工作面还有 一些施工方法不能保证墙体及时紧密贴顶这种技术方案的施工方法主要有：2.5.1. 大型自移式沿空留巷充填支架该支架大大提高了沿空留巷的安全性，其结构复杂，支架独立性、灵活性强、适应性以 及安全性强，使用效果好 缺陷：混凝土结构施工完成后不能紧贴顶板，导致顶板离 层，增加了留巷维护费用。

2.5.2. 桶柱方式巷帮支护法桶柱间距为1.4 一 1.8米，桶柱施工数量少，降低了工作量，施工速度快，减少了对工 作面生产的影响，保障了工作面的正常推进，桶柱内混凝土的标号到300#，其试件抗压极 限强度为30Mpa “，直径为600 一 660mm的混凝土桶柱的最大支撑力可以达到9760kN但 封闭采空区不方便效果比整体混凝土墙体差2.5.3. 膏体混凝土膏体混凝土，其主要成分是硅酸盐水泥、砂、粉煤灰及膏体混凝土外加添加剂凝固速 度快、早强的特制充填体，其最大强度能达到2 MPa充填体宽2.5 m,高3.4 m 这种方 法的优点是膏体状便于施工缺点是强度和采矿关系的不协调性，导致材料用量大很多2.5.4. 柔模支护技术柔模支护技术由西安科技大学研发而成成功应用于10余矿，目前正在推广应用将 此技术应用到煤矿井下作为充填墙体是煤矿技术的进步柔模泵注混凝土沿空留巷支护技术 通过省级科技成果鉴定，达到国际领先水平为西安科技大学专利技术这一技术的应用使 得现浇混凝土技术在沿空留巷的施工工艺得到简化编辑本段2.6.现浇混凝土隔墙技术评价在过去的沿空留巷实施中，失败比成功多因此对沿空留巷技术产生了副作用，大多数 人失去信心。

通过近几年的研究终于使人们认识到过去沿空留巷的失误多是因为隔离墙的强 度和支护接顶问题造成的近几年现浇混凝土技术隔墙的应用给沿空留巷技术带来了新的生 机混凝土的先天的优。