[發明專利]一種構筑側向多列沿空留巷充填墻體的結構及方法

有效

• 申請號: 201310025676.1
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103089298A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 鄭西貴;張農;花錦波;馮曉巍;劉娜;洪昊;張天池;薛飛
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及一種構筑側向多列沿空留巷充填墻體的結構及方法，尤其適用于沿空留巷巷旁支護領域。

背景技術

沿空留巷是指在上區段工作面采過后，通過加強支護或采用其他有效的方法，將原工作面機巷保留下來，供下區段工作面開采時作為回風巷之用，此時所保留的巷道一側為采空區，另一側為煤體，其目的是使一條巷道可以得到兩次利用。根據對現有無煤柱連續開采系統的分析，沿空留巷一般可使礦井回采率提高10%以上，巷道掘進率和巷道維修費可降低30%左右。沿空留巷技術可以大大減少礦井掘進量、緩解采掘接替緊張、縮短工作面搬家時間、防止發火及延長礦井服務年限，同時該技術為高瓦斯礦井的瓦斯治理提供了可能，對礦井的安全開采具有明顯的經濟技術效益，是煤礦開采及回采巷道支護技術的一項重大改革。

沿空留巷的關鍵是必須在采空側構筑支護結構，目前我國煤礦應用較多的巷旁支護形式有木垛、密集支柱、矸石帶、混凝土砌塊等。隨著科學技術的不斷發展，采用現澆混凝土沿空留巷充填墻體的做法也越來越普遍。但隨著工作面回采，巷幫充填墻體將承受破斷直接頂和老頂的自重載荷，同時承受上覆巖層回轉下沉的側向壓力，充填墻體若無法適應上覆巖層的回轉下沉便會受到破壞。

因此巷旁充填墻體在具有足夠支護阻力的同時應能適應上覆巖層的回轉下沉。目前針對沿空留巷圍巖活動規律及傳統巷旁支護存在的同題，研究、開發了高水速凝材料及膏體材料巷旁支護新技術，它們的優點是支護阻力大，適量可縮；硬石膏巷旁支護在德國有少量應用，由于成本昂貴、輸送管道磨損嚴重、粉塵大，我國基本沒有應用。高水速凝材料巷旁支護也因增阻速度慢，墻體難以承受動壓影響加之成本較高工人勞動強度大等因素，使此項技術受到很大的制約。專利號為CN101949301A公開的“煤礦井下沿空留巷不等強承載巷旁充填體”是由1.5~2.0m寬的矸石袋堆砌成的矸石墻和1.5~2.0m充填墻體結合在一起，形成不等強材料組成的巷旁支護物。矸石和充填墻體形成的不等強巷旁支護結構相較于整體澆注充填墻體能夠更好的適應巷道圍巖的運動，獲得較好的支護效果。但是構筑矸石帶的勞動強度大，需要一定時間，采空區漏風嚴重，密閉采空區效果較差，且充填體和矸石墻難以真正致密接觸形成完整的整體，不可避免的在頂板來壓時滑動失穩。

發明內容

技術問題：本發明的目的是克服已有技術中的不足之處，提供一種結構及方法簡單、操作方便、支撐力強度高、省料、讓壓效果好的構筑側向多列沿空留巷充填墻體的結構及方法。

技術方案：本發明的構筑側向多列沿空留巷充填墻體的結構，包括間隔設置的留巷側墻體和采空區側墻體，留巷側墻體和采空區側墻體之間充填有高發泡聚脂類材料的中層墻體；留巷側墻體和采空區側墻體的間隔距離b為1~1.5m，留巷側墻體的寬度a不小于1.5~2m，空區側墻體的寬度c不小于1~1.5m；所述的留巷側墻體上預留有充填高發泡聚脂類材料的通道，留巷側墻體下部設有多根錨入底板的下加強筋，留巷側墻體上部設有錨入頂板的上加強筋。

本發明的構筑側向多列沿空留巷充填墻體的方法，包括如下步驟：

a、采煤工作面完成后，清理沿空留巷底板的浮煤及虛矸，在采煤工作面后方臨時支柱的保護下，垂直巷道軸向間隔1~1.5m布置兩個充填模板，在沿空留巷側充填模板上預留直徑為500~600mm的通道，在留巷側墻體側充填模板內布置錨入頂板1~1.2m的上加強筋和錨入底板1~1.2m的下加強筋，所述的沿空留巷側充填模板寬度為1.5~2m，采空區側充填模板寬度為1~1.5m；所述的下加強筋的間排距均為0.8~1m，上、下加強筋采用螺紋鋼或圓鋼；

b、將攪拌均勻的充填料同時泵入兩個充填模板內，直至接頂，待充填物料凝固后拆除充填模板，完成留巷側墻體和采空區側墻體的構筑；

c、在留巷側墻體和采空區側墻體的前方支設臨時模板，以封閉兩側墻體間隔空間，從留巷側墻體上的通道向留巷側墻體和采空區側墻體間隔的空間內注入高發泡聚脂類材料，待凝固后，拆除臨時模板后形成中層墻體；

d、隨著采煤工作面不斷推進，重復上述步驟，直至完成整個工作面內的沿空留巷充填墻體。

對于條件較好的薄、中厚煤層且無瓦斯逸出危險的礦井，只需完成留巷側墻體和采空區側墻體的構筑，不需要充填中層墻體，留巷側墻體上也無需預留通道。