沿空留巷调研报告

沿空留巷调研报告

2月9日，由段王煤业集团生产副总经理郑江平带队，生产机运部组织各子公司抽调生产、技术专业主要领导一行11人到河北本部各矿参观学习，科学技术是第一生产力，段王煤业集团始终如一在不断进行新工艺、新技术、新设备的推广而后学习，为奋战“15811”目标添砖加瓦，做好铺垫。

参加人员；集团 郑江平 集团生产副总经理（带队） 集团 孙建军 集团生产机运部副部长（组织） 段王矿 曹丰江 矿调度室机电副主任 段王矿 赵月平 矿调度室主任助理 段王矿 王 坤 矿技术部技术员 友众矿 赵广龙 矿生产副矿长 友众矿 孟志刚 矿技术部部长 平安矿 张 成 矿生产副总 平安矿 徐可群 矿机电副总 天泰矿 高二平 矿调度室主任 天泰矿 王宏志 矿技术部部长 时间、路程安排；

2月9日下午到达公司本部

2月10日上午章村矿 下午邢台煤矿 2月11日东庞矿 2月12日邢东矿 2月13日上午峰峰新三矿 下午石家庄煤机厂

2月14日上午到达段王煤业集团 主要学习内容； 第一部分

沿空留巷 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。适于采掘接替紧张的矿井。

优点； 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 减少巷道掘进量——缓解接续紧张；提高综合效益 沿空留巷的形式有很多种，我们主要参观学习了其中3中形式；

一 章村矿 架棚密集支护式

主要参观了2下煤2404工作面下巷的沿空留巷 2下2404工作面下巷留巷概况

2下2404下巷总长1052m，原设计断面为宽×高＝4.0×2.3m，由于顶板有倾角，巷道断面为梯形，上帮高约2.65m，下帮高约1.95m。支护方式：锚网支护，顶板为φ22 L2000mm螺纹钢锚杆，两帮为φ16L2000mm圆钢锚杆，树脂药卷端头锚固。

一、沿空留巷方案

根据2404、2406及2408沿空留巷的矿压观测和施工经验，结合2下2404具体情况并参照其它矿经验准备将留巷过程划分为超前支护、抗压、整修三个阶段。

超前支护阶段：根据回采工作面矿压显现规律，为使开采后原巷道顶板在动压影响下不致垮落，对巷道支护进行补强，打三道单体铰接顶梁，大幅提高原巷支护强度，将巷道成功留住。

抗压阶段：矿压资料显示，在工作面后约60m处，矿山压力最大，巷道变形最严重，在工作面后约120m处矿山压力趋于平稳。因此，工作面切顶线后120m范围内实施第二阶段措施，主要是利用维持留巷内的各种加强支护措施抵御巷道压力，将巷道变形和围岩破坏降低到最小，使巷道在经历动压影响后保持围岩的完整。

整修阶段：即待采动影响（滞后区）稳定后对巷道进行卧底整修，消除变形影响阶段。矿压资料显示，在工作面后约120m外矿山压力趋于平稳，采动影

响明显减小。因此在工作面切顶线后120m以外对变形的巷道进行卧底，并将单体替换成木质顺硐抬棚或工字钢架棚。

整修阶段运输系统：为便于整修阶段卧底出货，工作面下巷溜子在开采过程中分段前移，够一部溜子长度后整体用绞车拖拽前移，并根据沿空留巷长度在沿空留巷内铺设22KW溜子1--2部，用于整修出货；小溜子以里整修完的沿空留巷根据需要铺设轨道及卡规车导绳轮等；小溜子依次从沿空留巷搭接到工作面下巷溜子上，形成沿空留巷整修系统。

沿空留巷过程中，采用一进两回通风方式，即自2下2404工作面下巷进风，一部分风流自2下2404工作面、上巷流出；一部分经留巷、2下24046工作面切巷、下巷回风。为避免沿空留巷整修对工作面接替造成影响，在2下2404工作面停采前对压力稳定段巷道进行跟进整修铺道，做好下一工作面安装前准备工作。下部工作面依此类推，实现上下邻面连续开采。

二、沿空留巷技术要求

1）2下2404下巷沿空留巷作为2下2406工作面运料巷，为了满足运料巷运输和行人要求，巷道沿空留设时向上帮加宽600mm，为巷道变形留出变形空间，巷道成巷净断面不小于3.2×2.2m（腰宽×中高）。

2）巷道支护：

巷道顶板在锚网支护基础上，采用三道锚索对顶板进行补强，并支设三排单体支柱对巷道进行加强支护，在采动压力稳定后整修时，顶板较完整段采用顺硐抬棚（上帮）支护，若顶板破碎或压力大时，则套矿工钢架棚支护。具体要求如下：

（1）锚索支护：2下2404工作面下巷掘进过程中在上帮侧距巷道中心线0.2m、1.2m和下帮侧距巷中线0.7m处打三道锚索梁，锚索顺巷交替布置，间距2.4m，锚索梁为16＃槽钢制作；下帮在距顶板1.5m和0.8m处顺巷迈步交错打两道帮锚索，锚索间距1.0m，锚索梁采用旧溜槽制作，并使用双托盘，以增加强度。顶锚索采用φ21.8L8300mm钢绞线制作，帮锚索采用φ21.8L6300mm钢绞线制作，每孔装树脂药卷S2370一卷、Z2360两卷，锚索安装后1小时涨拉到设计预紧力（150KN）。

（2）单体支护：单体配金属铰接顶梁加强顶板支护，顺巷打三排，其中第一排靠上帮，单体配合十字铰接顶梁，十字顶梁上帮侧铰接工字钢护帮柱，一梁

一柱，柱距500mm；第二排单体配合与十字顶梁铰接的铰接顶梁支设，柱距500mm；第三排单体配合顺巷铰接顶梁，一梁两柱支设，柱距600mm；第一排、第二排打在上帮，分别距巷道中线2.1m、1.25m，第三排打在巷道中心线下侧0.45m处。原巷道局部因掘进造成的偏巷处，则按顶板最上部一根锚杆以上0.25m处控制第一排单体位置，以下0.6m、2.3m控制第二、第三排单体位置。单体支柱穿鞋，保证单体初撑力不小于90KN，并要迎山有力。顶板与顶梁之间加垫2.4m长半圆木，一梁两块。

（3）沿空留巷维修支护：待采动压力稳定后整修时，顶板较完整段采用顺硐抬棚（上帮）支护，梁长2.0m，一梁三柱支设；若顶板破碎或压力大，则套矿工钢架棚支护，梁长2.8m，腿长2.6m，棚距1.0-2.0m，视顶板及压力情况调整，但保证巷中净高不小于2.2m。架棚顶帮裱背严密，以撑木将梁、腿顺巷逐架撑牢。

（4）顶板破碎，压力大时，在靠上帮第一排顶梁下加打一临时单体点柱，采用一梁两柱支护，靠近采空区侧每隔5m排一个木垛支护顶板，木垛打于第二排单体以上。

（5）为防止空区矸石窜入巷内，在上帮第一排单体空区侧十字顶梁上吊挂护帮工字钢柱，工字钢柱与顶梁之间通过插销连接，工字钢柱铰接头垂直焊于柱上端（如图纸中所示），以防止柱插入顶板，并扣入特制组合柱鞋的槽钢内；工字钢柱靠空区侧吊挂1×5m长的双层金属经纬网护帮，铺网要求：在靠近采空区侧第一排锚杆之间补打一排顶锚杆（φ22×2000mm），锚杆间距900mm，使用钢筋梯子梁固定编织网，网在梯子梁边折叠；联网时第一片网压第二片网，其搭接部分500mm，并用铁丝单排联接，扣距100mm，联网均为双丝双扣，每扣扭结不少于3圈，联网丝采用14#铁丝，依次是前片网压后片网，在网与工字钢柱之间横向均匀布置不少于3道板梁，梁长1米，梁与网用14#铁丝连接。

三、支护强度校验

在动压影响的巷道中，沿空留巷是受影响最大的一类巷道，支护难度也最大。支架的工作状态，对沿空留巷的围岩变形影响很大，是沿空留巷成败的关键。沿空留巷要求巷道支架能有效地控制采动引起的强烈变形，而本身不受破坏。实践表明，由于沿空留巷围岩变形强烈，刚性支架不适应采动影响变形阶段的支护要求，支架损坏十分严重。受巷道开掘和工作面回采两次动压影响，巷道垂直变形

量约为采高的30％—40％，横向可缩量约为采高的25％—30％。据此分析，锚网支护在发生较大变形量后，仍可保证巷道完整，同时也必须采用可缩性支架来抵抗采动影响段的巷道变形，而单体支柱具有较高的增阻速度和支护阻力并有较大的伸缩量，比较适合沿空留巷的矿压升高影响段的加强支护，将点柱或架棚等二次支护结构放在采动影响稳定后进行。

一般情况下，沿空留巷的支架是难以阻止上位岩层处于平衡状态以前所产生的顶板的回转与沉降的。但支架提供的支护阻力，应能避免直接顶板与其上部岩层之间产生明显离层，以及岩层断裂发生错动，保证上覆岩层运动趋向缓和时，很快使支架与围岩处于相对平衡状态，有效地控制顶板下沉。因此，在直接顶板容易冒落，其厚度大于煤层采厚的3~5倍，即老顶动压不大的情况下，沿空留巷基本支架的阻力，可按能支承直接顶板的岩层重量考虑。在极端的情况下，直接顶沿巷道煤帮处断裂，岩层之间力的联系完全丧失，直接顶的全部重量都作用在支架上。（计算省略）

二 峰峰新三矿 高水高效充填支护式

本矿在162506工作面运料道、溜子道实施高水材料留巷技术，两巷留巷长度分别为1000m。 地质概况

162506工作面所在位置埋深平均562m。煤层倾角2-15°，平均9°。2#煤层平均厚度3.1m。

2#煤层无伪顶, 直接顶厚度为3.07m砂质泥岩, 灰黑色，含有细小铁质结核，具水平层理。老顶厚度为7m中砂岩, 浅灰色，薄层状，微波及水平层理。直接底厚度为4.34m粉砂岩, 浅灰色，水平及波状层理，含大量炭化根部化石。老底厚度为7.6m细砂岩, 浅灰色，水平及波状层理，含不完整的炭化植物化石。 一、原巷道支护参数

162506运料道、溜子道均摸大煤顶板掘进，采用锚网带支护，巷道规格为：运料道：4.2×2.5m；溜子道：3.4×2.5m，遇构造带顶板不平无法采用锚网带支护时采用U钢支护，巷道规格为4.0×2.75m。

支护材料规格为：

(1)锚杆：顶锚杆采用Φ20×2000mm、帮锚杆采用Φ18×1800mm的左旋螺纹钢等强锚杆。

(2)锚固剂：顶锚杆安装两支锚固剂：CK2335。帮锚杆安装一支锚固剂：CK2835。锚索安装四支锚固剂：一支CK2335，四支K2335。

(3)w钢带：采用W-260-3-3400/4200型，用厚3mm的钢板滚压而成，宽度260mm，其上有预留孔。

(4)顶锚杆间排距：3.4m宽巷道设计间排距为750×800mm；4.2m宽巷道设计间排距为780×800mm，锚杆呈矩形布置。

(5)顶锚索间排距：3.4m宽巷道锚索顺巷道中心线布置3排，间距3.2m、排距1m，呈五花型布置。4.2m宽巷道锚索顺巷道中心线布置5排，间距3.2m、排距0.8m，呈五花型布置。锚索采用Φ15.24 /18.92mm的钢绞线锚索，长度为5000mm。

(6)帮锚杆：设计间排距均为650×800mm，呈矩形布置，每排4根，最上一根锚杆距顶板250mm，最下一根锚杆距底板300mm。

(7)锚固力：顶锚杆的设计锚固力64KN，预紧扭矩不小于100N.m；帮锚杆的设计锚固力50KN，预紧扭矩不小于80N.m；顶锚索张拉力为260KN。 二、筑留巷滞后支护

在沿空筑留巷过程中，受剧烈采动影响的仅是工作面前后方的某一地段，随着工作面采过一定距离，采动影响也逐渐减弱，所以没有必要对整条巷道都按剧烈采动影响的要求进行支护，这就只需要进行临时滞后支护。滞后支护选用单体配铰接式长梁支护，一梁1柱，梁长1m，长梁打设1排，位于留巷1.4m中间布置，根据矿压观测选择合适的滞后工作面支护距离。 三、巷旁充填材料选择

充填材料选用由中国矿业大学研制的ZKD型高水速凝充填材料。该材料由甲料、乙料两种组分构成。甲、乙料以重量比1:1配合使用。其中甲料是以硫铝酸盐水泥熟料为基材，与悬浮剂及少量超缓凝剂混磨而成，乙料是由石灰、石膏、悬浮剂和复合速凝早强剂等混磨而成。

新型高水速凝材料基本性能

初凝时间/min 水泥方孔筛余 ＜8% 2h ≥1.8 抗压强度（MPa） 24h ≥3.5 7d ≥6.0 28d ≥6.5 8～30 四、充填体成型设计 1、根据162506工作面实际推进进度以及煤层厚度情况设计充填袋规格为：2m（长）×2m（宽）×3.1m（高），其中充填袋上的进料与排气孔直径以100mm为宜，充填袋的材质应有足够的强度及抗静电与抗阻燃的性能，符合煤矿安全规程相关要求。加工的充填袋，接缝要结实牢靠，要严格按设计要求加工（满足充填与吊挂）充填袋高度可据煤层条件变化情况而定。

2、充填体框架的打设：充填框架必须严格按照充填袋规格打设，充填框架上帮四根单体柱垂直顶、底板，下帮四根单体柱按铅垂方向打设，模板要用14

＃铅丝拧紧拧牢，模板不能挡严的边角处，要用木板堵严。

3、在充填体侧面布置2×3共6个锚栓(据充填体高度变化而定)，最上排锚栓距顶板600mm，锚栓排距800mm，间距约1000mm，均匀布置，锚栓采用直径为18mm的左旋无纵筋螺纹钢，长度2.3m。托盘采用正规锚索铁托盘，规格为250×250mm。

五、设备选型

根据矿总体安排，我矿将在2506地区采用高水材料沿空留巷工艺，此工艺涉及的主要设备有双液注浆泵和搅拌机。根据目前调查，有两种设备可供选型，一种是镇江市润州区长城注浆设备厂生产的ZBYSB 100/18-15型煤矿用液压双液注浆泵配JB-1000型煤矿用连续式搅拌机；第二种是河北铸诚工矿机械有限公司生产的2NBB-62～300/7～2.5-22型泥浆泵配LJ-1000型搅拌机。此两家的产品均可满足我矿高水材料沿空留巷工艺的需要。

现将两种产品对比如下： （一）、主要技术参数及价格比较： 1.注浆泵： 厂家 设备型号 型式 驱动方式 流量 压力 有效缸径 冲次 油箱容量 配套功率 吸水高度 进水管 排水管 冷却水管 外形尺寸 重量 价格 镇江长城 ZBYSB 100/18-15 同右 电动全液压式 ≤320L/min 0～12 Mpa，极限18MPa 100mm 64 rpm 300L 30KW 660/1140V / φ32ⅹ2 φ32ⅹ2 G1 1/2” 2.3ⅹ1.35ⅹ1.5m 1200 Kg 153500元/台 河北铸诚 2NBB-62～300/7～2.5-22 卧式、双缸、双作用往复活塞式 电动机械式 62～300 L/min 7～2.5 Mpa / 四档可调 减速机用油 22KW 660/1140V 2.5m φ76 φ51 无需 1.8ⅹ0.88ⅹ0.9m 800Kg 56000元/台

2.搅拌机： 厂家 设备型号 型式 驱动方式 容积 配套功率 外形尺寸 重量 价格 镇江长城 JB-1000L 立式、机械式 电动 1000L 3KW 660/1140V 1.5×1.1×1.5 450 Kg 13500元/台 河北铸诚 LJ-1000 立式、机械式 电动 1000L 5.5KW 660/1140V 1.4ⅹ1.3ⅹ1.5m / 8500元/台 （二）、设备优劣比较： 两家产品的区别在于注浆泵，而搅拌机区别不大，因此，只对注浆泵进行对比： 厂家 镇江长城产品 河北铸诚产品 采用全液压型式，具有设备运行平衡、噪音小，结构紧凑，设备简单，容易操作前期维护量小，过载保护可靠。 维修，对使用人员的技术水平要优点 求相对低； 厂家近，配件采购容易，使用成本特别是后期成本低。 液压设备对使用环境要求高，对维护人员的技术设备运行振动及噪音较大，过载水平要求高，后期故障率高；需定期更换液压油，保护相对于液压型可靠性低；日液压零件不可修复，因此运行费用高；容易出现常故障率较高但易处理。 缺点 漏油等情况污染设备现场，造成工作现场文明生产不易把握。再者，液压系统效率低，造成能耗高。 从短期使用考虑，建议采用镇江长城的液压型设从长期使用考虑，建议采用河北备，全套包括两泵四搅拌机，共需费用计36.1铸诚的机械型设备，全套包括两比较 万元。 泵四搅拌机，共需费用计14.6万元。 结论 六、 施工设计

1）高水材料巷旁充填筑墙工艺

高水材料巷旁充填筑墙工艺包括充填泵与充填点两部分，充填前，首先向搅

拌桶内蓄水至所需水位，然后启动搅拌桶，待搅拌桶启动之后向桶内加料，将料加入桶内之后搅拌3－5分钟之后开始向充填点供料。充填点接到供料通知后，严密监控出料情况，待料均匀之后将混合管插入充填袋内开始充填。充填结束之后，泵站开泵供清水，冲洗管路并清理充填点。

充填泵站拌料。甲、乙料分别在1#、2#搅拌桶和3#、4#搅拌桶中搅拌。当1#、3#搅拌桶给充填泵供料浆时，2#、4#搅拌桶应加水上料并搅拌。而当2#、4#搅拌桶给充填泵供料浆时，1#、3#搅拌桶开始加水上料搅拌。两对搅拌桶交替工作，直到完成充填工作。 2）充填工艺实施方法

1.充填点作业程序

第一步：在进入充填地点前，必须先敲帮问顶，观察煤壁、顶板、临时支架与瓦斯检测等工作，一切安全正常后方可进入充填点进行作业。

第二步：拆除上次充填框架及对应的固定点柱，安设好本班充填框架，挂好充填袋，打牢固定点柱等。

第三步：上述工作按要求完成后，信号通知泵站开泵，并通知泵站本次实际充填高度。

第四步：充填过程中，密切观察充填袋周围情况，发现情况及时处理。 第五步：充填快接顶时（根据计算管路中剩余浆液即可充实包体时），打信号通知泵站，待充填体完全接顶后，将高压注浆软管从充填袋内取出并用细铁丝捆扎紧充填口。而后，用厚度为50mm长为500mm的木板密排，塞于袋上，以保证可靠接顶。

第六步：冲洗混合器及管路，见清水后通知泵站停泵。 2.泵站各工种操作程序

第一步：检修人员检修充填设备、电控及信号系统，清除泵内、搅拌桶内污渣，并确保充填设备与管路等畅通无阻。

第二步：配浆工接到充填点通知后，分头开始配制甲、乙料所需料浆。 第三步：甲、乙料浆配好后，并打点通知充填点司机开泵充填。在充填过程中，司机要密切观察注浆压力的变化情况，遇到问题及时处理。

第四步：充填完毕后配合充填点做好最后的清理与交接任务。 3）充填过程注意事项

（1）若电气或设备出现故障，充填点人员应立即将混合管从混合器上取下，用高压清水进行冲洗，防止混合管堵塞。

（2）泵站人员应观察甲乙料的吸入情况，看是否一致，出现异常应立即进行处置。

（3）充填点人员应密切观察充填袋周围顶板特别是充填袋本身变化情况，出现问题应立即处理。

（4）加强泵站与充填点的联系十分重要，当充填体快要接顶时，工作面的充填人员要及时和泵站的人员联系告知拌浆的数量，避免浪费充填料。

（5）在泵站负责拌料的人员要及时观察吸浆笼头，以免吸浆笼头被堵。

三 峰峰新三矿 现浇混凝土隔墙法

煤层情况

本工作面煤层位于西固义背斜两翼，煤层走向NE27o---NW73o，倾向NE，倾角5-12o，平均为8o，煤层厚度3.9～4.9m，平均4.2m，煤层较稳定。 煤层顶底板情况

顶底板名称 岩 石 名 称 厚 度（m） 老 顶 煤 层 顶 底 板 伪 顶 砂质泥岩 1.7 深灰色，薄层，夹细小砂质条带，微细水平层理及波状层理，含大量炭化根部化石。 浅灰色，微薄层状，夹细小泥质粉砂条带，具老 底 细砂岩 2.34 断续水平层理。上粗下细，含不完整的炭化植物化石。 地质构造

本工作面位于F12断层下盘，地层为一背斜地层，构造较为复杂。工作面内，共有10条断层： 水文地质情况

1、大煤顶板砂岩水：

生产中主要表现为顶板淋水、滴水，水量一般为0.2 m3/min，在接近断层时水量可能会增大，最大涌水量约为0.5 m3/min。 直 接 顶 细砂岩 粉砂岩 5.04 岩 性 特 征 深灰色，薄层状，微波状层理及水平层理，富含科达木和羊齿化石。 棕灰及浅灰色，薄层状，具微波状层理斜交层6.0 理发育，局部水平层理，底部粒度变细0.25m砂质泥岩。 情 直 接 底 况

2、钻孔水：

工作面过11-9地质水文钻孔。本孔终孔为奥陶系灰岩顶面。封孔良好。1.7瓦

斯、煤层及自然发火情况

工作面涌出量为CH4=0.6m3/min；CO2=0.2m3/min，煤尘爆炸指数为19.96%，属

易爆煤尘，Ⅲ类不易自然，地温23°。2．支护设计

一、原巷道支护参数

162502溜子道摸大煤顶板掘进，采用锚网带支护，巷道规格为宽×高：3.6×2.5m，遇构造带顶板不平无法采用锚网带支护时采用U钢支护，巷道规格为4.0×2.75m。支护材料规格为：

(1)锚杆：顶锚杆采用Φ20×2000mm、帮锚杆采用Φ18×1800mm的左旋螺纹钢等强锚杆。

(2)锚固剂：顶锚杆安装两支锚固剂：CK2335。帮锚杆安装一支锚固剂：CK2835。锚索安装四支锚固剂：一支CK2335，四支K2335。

(3)w钢带：采用W-260-3-3600型，用厚3mm的钢板滚压而成，宽度260mm，长度3600mm，其上有预留孔。

(4)顶锚杆间排距：设计间排距为800×800mm，锚杆呈矩形布置。 (5)顶锚索间排距：锚索间排距：采用“五花”布置，即隔一排打两根再隔一排打一根，间距1600mm，排距1000mm。锚索采用Φ15.24mm的钢绞线锚索，长度为5000mm。

(6)帮锚杆：设计间排距为650×800mm，呈矩形布置，每排4根，第一根帮锚杆距顶板250mm，第二根距第一根650mm布置，第三根距第二根650mm布置，第四根距底板300mm。

(7)锚固力：顶锚杆的设计锚固力64KN，预紧扭矩不小于100N.m；帮锚杆的设计锚固力50KN，预紧扭矩不小于80N.m；顶锚索张拉力为260KN。

(8)锚杆角度：角锚杆与巷道轮廓线呈75°角布置，其余锚杆垂直于巷道轮廓线布置。

二、沿空留巷支护体载荷计算

采用 “分离岩块法”计算支护体载荷。巷旁支护带处于未采动煤体的高压

力区和冒落矸石之间，是一个降压区，岩块一边的采空区提供一个主要自由面，因岩块呈层状，可能在一定高度H上产生离层，导致岩块沿煤体以θ角断裂，进入完全自由状态，成为支护体的载荷。（计算省略） 三、巷旁加固支护

原巷宽3.6m，要求留巷4m，在C20混凝土支护正上方打设一条长2600mW钢带，带距800mm，要求与原巷道钢带呈插间布置，交错距离500mm。每根钢带打设4根锚杆，采用Φ20mm、L=2000mm，左旋无纵筋等强锚杆，每根锚杆配备两支CK2335型树脂锚固剂，锚杆间距750mm，锚杆垂直顶板打设。原锚索呈“一二一”五花型布置，间距1.6 m，排距1m，补打锚索，呈“三三”矩形布置，间距1.6m，排距1m，开始留巷10m段间距0.8m，并且在新打2.6m钢带上打设两排锚索，间距0.8m，排距1m，右排锚索距混凝土墙200mm。 四、筑留巷滞后支护

在沿空筑留巷过程中，受剧烈采动影响的仅是工作面前后方的某一地段，随着工作面采过一定距离，采动影响也逐渐减弱，所以没有必要对整条巷道都按剧烈采动影响的要求进行支护，这就只需要进行临时滞后支护。滞后支护选用单体配铰接式长梁支护，一梁1柱，梁长1m，长梁打设4排，排距0.8m,滞后工作面支护距离40m。后期根据矿压观测选择合适的滞后工作面支护距离。 五、泵注混凝土设计

柔模泵注混凝土支护技术的最大创新就是利用了柔性模板的透水不透浆特性，这就要求混凝土必须有很大的流动性，但大的流动性又不能对设计强度有所削弱，这使得柔模泵注混凝土设计与普通的混凝土设计有所不同，在保证流动性的同时也要加大水泥的用量。

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，通常情况下为45%～55%；第二，石子的最大粒径要与输送管的直径、输送距离及柔模厚度相适应，长距离输送，一般采用5～16mm连续级配碎石；第三，搅拌的混凝土水灰比取0.5～0.6为宜；第四，坍落度宜为180～220mm。

在本支护设计中，混凝土设计标号C20，初步配合比为：

表3-1 柔模泵注混凝土配合比 单位：kg/m3

材料 质 量（kg/m3） 水泥 450 砂 700 碎石 800 水 250 粉煤灰 100 泵送剂 2 现场根据初步配合比进行试验，后适当调整。 六、柔性模板设计

柔性模板的尺寸必须结合巷道断面大小及施工条件综合考虑。考虑到施工误差以及柔性模板的0.2m的富余量，选择柔性模板高度为2.6m；考虑到施工进度、施工水平等相关条件，选择每一模长度为2m，混凝土支护厚度1.2m。

支护结构为柔模泵注混凝土支护。由双层高强度布缝制而成，柔性模板长度2m，高2.6m，厚度1.2m矩形；为提高混凝土强度，在柔性模板上预留锚栓孔，根据现场使用情况，在需要的情况下进行泵注混凝土之前将锚栓穿过模板，锚栓两端上托板及螺母，并注意保持两端托板之间的距离。沿每一模横向方向需要有4根锚栓来提高混凝土强度。 七、施工设计 1） 施工材料

柔模泵注混凝土沿空筑留巷设计中所需的施工材料如下表所示：

柔模泵注混凝土施工主要材料

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 材料名称 水泥 柔性模板 水 砂 石子 泵送剂 粉煤灰 锚栓 光圆钢筋 规格 矿渣水泥 1.2×2.6×2m 淡水 中、细砂 5-16连续级配碎石 柔模混凝土专用泵送剂 二级 直径20mm、长1.6m锚杆，通常丝扣 直径20，长度2.2m 用途或作用 混凝土中起胶结作用 控制混凝土体成型 用于拌和 混凝土中起骨架作用 混凝土中起骨架作用 获得和易性与强度 增强混凝土流动性 增加混凝土强度 吊挂柔模 10 11 12 14 15 16 17 18 锚杆 塑料网 木点柱 树脂锚固剂 钢筋网 W钢带 单体液压点柱 锚索 直径20/18左旋螺纹钢锚杆，2.0/1.8m 顶板采用单层 Φ160×2600，高度随煤厚调节 CK2335、K2335 Φ6，1100×1100 2600/3400×260×3 DZ-2.5 Φ18.92×7000 护顶、帮 护顶 临时支护、挂网 锚固锚杆 巷帮支护 筑留巷/U钢段支护 巷旁支护 筑留巷支护 2 ）施工流程

下机窝提前补打钢带支护---割煤---移架---挂柔模---泵注混凝土---留巷补强---回柱---下一循环 3 ）施工要点

柔模泵注混凝土沿空筑留巷设计中的施工要点包括：U钢段巷道变更支护、浇筑空间支护、柔性模板的施工和泵注混凝土施工四个部分。

（一）U钢段巷道变更支护

1、两架U钢之间补打一条L=4200mm钢带，顺巷道中线打设，要求打设平整，两帮扩刷平直，呈矩形断面，巷帮补打锚杆，锚杆间距650mm，最上一排锚杆距顶250mm，上扬10°角打设，其他帮锚杆垂直巷帮打设，去掉U钢后在顶板顺巷道中线打设三排锚索，锚索间距1600mm，排距1000mm，呈矩形布置。顶锚杆采用Φ=20mm、L=2000mm左旋等强无纵筋锚杆，间距750mm，每根锚杆配备两支CK2335型树脂锚固剂。帮锚杆采用Φ=18mm、L=1800mm左旋等强无纵筋锚杆，每根锚杆配备两支CK2835型树脂锚固剂。顶部挂双塑料网，留巷帮挂单塑料网，另一侧采用Φ=6mm钢筋网，规格为：1100×1100mm，搭接长度100mm。

2、新打设锚索规格均为：Φ=18.92mm、L=7000mm，要求锚固在坚硬的岩层上，每根锚索配备一支CK2335、四支K2335型树脂锚固剂。

3、U钢段施工根据现场情况可补充措施。 （二）浇筑空间支护

下机窝处理时提前打设一条L=2600mm钢带后在挂梁，钢带带距800mm，最大控顶距不得大于1000mm，顶板破碎时带距500mm，最大控顶距不得大于700mm。临时支护采用后路以挂好的铰接式长梁，不得少于两路。

（三）柔性模板施工 1、柔性模板制作

按照巷道断面制作满足施工需要的柔性模板，在模板立面与侧翼持平位置缝制混凝土泵注口，泵注口直径为250mm，泵注口上边缘距柔性模板顶部500mm，泵注口内外层长度不小于400mm。

2、柔性模板挂设

C20混凝土柔模两侧分别打设两排点柱，采空区一侧采用直径不小于160mm优质圆木，留巷侧采用DZ-2.5型单体液压支柱，两对四根单体支撑一个柔模，单体间距1200mm，对称布置，紧靠柔模打设，液压单体要求初撑力不小于6.5Mpa。

挂设柔性模板时，先要将柔模挂设位置处散落矸石等杂物清理干净，柔模混凝土要落在实底上；对于虚底要进行处理。柔性模板挂设以后，将控制厚度的锚栓穿过模板，并在锚栓两端上小托板及螺母。

3、柔模之间用连接绳绑好，两柔模之间最大空隙不得大于100mm。 （四）泵注混凝土施工 1、搅拌与运输混凝土

人工将砼拌合料铲入混凝土搅拌机，砼拌合料加水搅拌成混凝土后，顺溜槽溜入混凝土输送泵的料斗内。

2、泵注混凝土

泵注混凝土前，混凝土输送管与灌注口外层绑扎，内层至于柔模内，起到自封闭的作用。灌注完毕后处理好封口，尽量避免混凝土的流出。混凝土浇注过程中要注意振捣，确保柔模充实，特别是边缘及顶部。混凝土灌注近饱满时，应暂停5分钟，待柔模中的水析出后，再灌注至饱满。

柔模灌注成型后，应及时用水将柔模表面的灰渣冲洗，清理干净，并进行养护，7天内要保持表面湿润。

浇注混凝土的过程中应注意以下事项：

（1）在每模刚开始浇注时采用砂浆润滑输送管及柔模，增加混凝土的流动性，防止堵管。

（2）混凝土浇注过程应一次注满。 （3）确保顶部填充密实。 4）劳动组织

采用“三八”作业形式，早班维修与柔模支护，中班及夜班生产。

劳动组织 序 号 1 2 3 4 工 种 泵送工 泵司机 搅拌司机 井下上料工 共计

5）施工质量控制

柔模泵注混凝土支护的质量控制及标准是直接影响到工程建设成败的关键。关键控制如下：

（1）开工前，要对施工段的断面进行测量，选用合适的柔模。

（2）柔模混凝土施工采用搅拌机拌和，以保证混凝土连续供应；混凝土泵进行输送，保证使混凝土产生足够的冲力，进入柔性模板内。

（3）围岩面的平整程度是直接影响柔模泵注混凝土成型后平整度的主要因素。围岩面清削时要尽量保证是原岩面。

（4）检查模板浇注口缝制是否正确，一切正常后才可挂设柔性模板。柔性模板固定要牢靠，防止泵注过程中走位。

（5）混凝土强制拌和时间不少于1分钟，以保证混凝土的和易性。 （6）泵注混凝土是施工中的一个重要环节，要尽量连续作业减少停歇时间，停歇时间尽量控制在10分钟以内。每次泵注前要用砂浆和水润洗管道。泵注过程中要与混凝土泵操作者及时联系，掌握停泵时机，以免出现注不饱或鼓包现象。柔性模板的每一个小单元泵注将要完成时，要采用点送料方式，以便给泵注混凝

出勤人数 早班 2 2 1 10 15 负责开泵 负责搅拌机拌料满足要求 井下搅拌机处上料、挂柔模、接管、洗管 工作内容 挂柔模、泵注过程中保证柔模成型美观及泵送管路连接牢靠 土一个排水、排气时间，保证泵注混凝土充满、充饱。

（7）事后质量控制主要是在混凝土泵注完成后，及时进行混凝土养护。

留巷适用范围及优缺点 经济造价 形 式 架棚密应用到一些采面地压相对较小并且煤层赋存条支护材料可再回件较好的无自然发火的低瓦斯矿井。 收，成本消耗在集支护支护成本低，利于材料回收。简单快捷。 约1500元/米左支护材料品种多，工作量大，支护效果一般，采右 式 空区隔离效果差。提前考虑符合本地矿压的支护 强度 高水高高水充填材料强度低，用量大且不能有效控制直接顶的离层和及时切断直接顶。支护强度不能适效充填应沿空巷道的高压突变性，材料成本很高，现场支护式 很少采用本方式支护。 填充材料价格较高约6500元/米 柔模混凝土隔墙法 适应性广，承载力高，安全可靠。缺点是施工的复杂以及强度上升的速度不能适应高产高效矿井工作面。时有漏浆问题存在。但成本较高，生产环节工序和工艺复杂。 填充材料品种较多成本约3300元/米 第二部分；

一 东庞矿2612工作面6米5高架综采

1、2612工作面开采煤层为2#煤层，埋藏深度为-380～-520m。

煤层厚度为4.4～6.3m，倾斜长222.4m，设计推进长度1415m,可采储量220万吨。目前已推进645米，剩余工作面走向长度770米。

2612工作面地质条件极其复杂：工作面倾角最大25°，由于向斜构造横穿工作面，工作面先经历大倾角俯采（最大俯采角度19°，影响回采距离300m），紧接面临大倾角仰采（最大仰采角度15°，影响回采距离500m）；煤层松软，煤的硬度f=0.8～1；煤层结构复杂，含一层夹矸，厚度为0.5～2.1m，夹矸硬度f=5～7。

2612顶底板岩性：直接顶为粉砂岩，厚度为3.1米，特征为深灰色，可见植物化石，含菱铁质。老顶为细砂岩，厚度为2.05米，特征为灰色，含有菱铁质透镜体及条带，全层发育，波状层理。直接底为粉砂岩，厚度为2米，特征为深灰色，上下部致密，含有植物根部化石。

工作面采用6.5m高架全部国产化成套综采装备，是冀中能源股份有限公司乃至全国首次在极复杂地质条件下的应用，类似复杂地质条件下开采成功国内没有先例。工作面设备配套为：ZY10800/30/65D型支架，MG900/2210-GWD型采煤机，SGZ1250/3×855型刮板输送机，初期下巷配套一部DSP1000型皮带输送机。

自该面回采以来，经历了大倾角回采、大角度俯采、大角度仰采，受到煤壁片帮、顶板冒落，采煤机爬坡能力不足、机电设备故障率高等困难。我们积极采取有效措施，先后更换采煤机滚筒，对煤壁顶板进行超前加固等措施，但仍不能有效解决生产中的各种矛盾。工作面月产量始终徘徊在4万吨上下。陷入了:工作面推进速度慢——矿压显现剧烈、片帮、冒顶——矸石量大、设备故障率高——工作面无法推进的恶性循环。

特别是进入2011年3月以来，工作面进入仰采阶段，处于程村向斜构造应力集中区，矿压显现剧烈，片帮深度达5.0m，厚度1～3.5m的一层破碎直接顶随割煤垮落，给工作人员造成极大的人身安全威胁；由于矸石量大，井下、井上的整个生产系统告急，严重影响了矿井的整体经济效益。

自2011年5月份以来采取了一系列综合治理措施: 4月底更换了工作面运输机减速机，工作面刮板运输机速度从1.8 m/s降为1.09m/s，有效的解决了运输机启动扭矩小的难题，杜绝了压溜子事故。遏制了运输机刮板损坏率居高不下的困难局面，使转载机运输能力相对减小、工作面运输机被迫频繁开停，导致机电事故频发的矛盾得以有效缓解。

6月下旬把工作面下巷的第二部、第三部1080皮带更换为

SSJ1200-2×250型1.2m宽大皮带，彻底解决了下巷皮带运输瓶颈难题。（设备参数省略）

针对2612工作面煤层夹矸严重的现实情况，矿对运输机的机头卸载结构进行了优化改造：改变机头部原设计的破煤装臵，采取加焊机头卸载挡板，增加煤矸的卸载角，提高卸载效果，减小了由于运大块矸石过程中造成破煤机构和矸石对刮板的冲击，大大改善了刮板的受力状况，刮板的损坏数量大幅度降低。

加大了上下巷的整治力度，采用加长4.5m单体配合π型钢加强支护，彻底改变了上下巷超前压力段巷道环境，给工作面快速推进创造了条件。

针对片帮、冒顶是制约该工作面安全生产的主要矛盾这一事实，采取了利用原有工作面斜交老巷、新掘工作面垂直补巷进行超前顶板、煤壁化学浆预加固，工作面煤壁化学浆超前加固和工作面顶板锚索超前加固的综合措施。

建议；1）段王矿存在8＋9号煤层，总厚度约5.8米—6米左右，所以支架适于选择型号为ZY8000/30/60D型或ZY8000/30/55D支架.

2）根据现场观察本矿090502工作面及东庞矿2612工作面的情况，新高架需加装前探梁（600mm—1000mm）并加长两级互帮并适当加大装运煤设备的功率。

3）东庞矿出现受到煤壁片帮、顶板冒落等不利影响，根据现场观察及观测数据显示煤层松软，煤的硬度f=0.8～1；煤层结构复杂，含一层夹矸，厚度为0.5～2.1m，夹矸硬度f=5～7。段王矿煤层硬度f=1.0～1.2 9煤顶板为0.5---1.6米（厚度增加可保留顶板） 二 邢东矿矸石充填巷及抛矸皮带

邢东矿位于邢台市区东北角, 2001年11月投产,设计年生产能力为60万吨,经技改后，目前去年核定能力为116万吨 ，主采煤层2#煤层，厚度3.62m～3.95m，平均3.85m。倾角10°，煤层埋藏深度842m～975m。井田范围内地势平坦,村庄密集.为了减少对周边环境的影响，结合邢东矿的实际，确定不要矸石山，研究实施在井下处理矸石。 2、项目的工艺流程 岩巷掘进产生的矸石用矿车经轨道大巷，运至矸仓上口，由推车机、翻车机翻入矸石仓，经破碎机把矸石破碎到≤150mm粒径，再由给料机、650皮带运到充填巷迎头，经充填机抛射充填，迎头矸石在较干燥的情况下边充填边洒水，以利于矸石堆积。 3、项目的关键技术 矸石充填要求尽可能把巷道填满，充填率越高，巷道利用率越高，顶板及上覆岩层移动量越小，地面沉降量也就越小，地面建筑物也就越安全。 （1）巷道不充填时的地表影响分析。 如果不进行充填，巷道之间留设3m宽煤柱的情况下，模拟地表移动变形结果达Ⅱ级变形。从该变形结果看，采用不充填方案在建筑物下实施巷式开采是不可行的，地表变形严重，地面建筑物将会产生损坏。 （2）矸石充填巷的初始充填率 。 。邢东矿规划区内煤层倾角6.5°～13°，平均10°。充填巷道沿伪倾斜布臵，一般3°～8°（往下坡充填）。经过观测，矸石充填率可达到93%--96%。 （3）矸石充填的密实度。

矸石充填后前几年时间内密实较快，到十余年后密实速度明显变缓慢。 （4）巷道变形的利用。 我们采取的方法是：通过试验，合理布臵掘进巷道，在巷道发生变形以前就充填完毕，这样，充分利用了这个变形量。变形量的利用对充填工作意义很大 巷道矸石充填输送机的研制。 充填机行走机构为电驱动履带式行走，充填机抛矸皮带可摆动角度14.5°，带速2.5m/秒，左右摆动最大宽度5m，上下摆动2.8~4.0m之间。抛矸皮带为液压控制。充填机可前后移动，步距1m，抛矸皮带可上下左右摆动，充填效率较高。 矸石充填机具有矸石抛填功能、行走和转向功能、卸载滚的调偏、调平和调向功能，与650皮带机能较好的配套使用。整机操作采用液压和电器控制， 该充填方式用工少，工人劳动强度大大降低，整体充填效率高，充填效果好，使用较为方便。 防止地面沉降的一些技术措施 使用锚网联合支护充填巷道，锚网联合支护是一种一次投入，不再回收，永久起作用的支护方式。矸石填入巷道后，即使充填率达不到要求，巷道有效支护仍可以维持数年，顶板不会跨落。 设臵保护煤柱。每两条充填巷道之间留设5m厚的煤柱，以利于相邻巷道沿空掘进，随着时间推移虽然会发生塑性流变，但一定程度上仍能起到局部支撑作用，避免顶板过量沉降。 设臵水泥条石井字形木垛封口，防止交叉点处空顶面积大，引起顶板下沉量过大。 经济效益 经济效益：每年矸石充填巷掘进煤量42525T，单价按490元/T计算，新增产值为2081.5万元；新增利税为1594.7万元。 邢东矿自2002年实施矸石充填技术以来，共计煤巷进尺13313.5米，采出煤炭40万吨，共充填矸石25.3万立方米。 建议；一 ”

1、煤矸石充填有效地解决了地面塌陷的难题，实现了“三下”采煤，有效地保护地下水资源和土地资源，可以节省巨额的村庄搬迁费和土地塌陷补偿金，可以大大提高煤炭采出率，创造巨额利润.

2、通过对采空区的回填，消耗了以往开采后的矸石山和粉煤灰，大大减少了对环境的破坏。

3、煤矸石充填技术的出现使得煤矿井下的大规模混凝土工程的高效化进行成为可能，在沿空留巷、壁后充填、煤柱回收等方面都有较大的使用价值。综合所述，随着国家对煤炭资源需求的进一步加剧和对环境保护的高度关注，作为能实现“三下”采煤、煤柱回收、无煤柱开采的主要设备，煤矸石充填必将引领矿业开采的绿色革命。

4、段王集团内部各矿可以根据本矿具体情况制定推广矸石充填项目。

三 邢台煤矿带式输送机转弯装置 产品来自徐州天科机械制造有限公司

根据现场观察本产品适用于固定式下山皮带输送机。使用单位提供转弯角度厂家定做，可调角度较低（2-3°），不适于变化角度频繁的运输皮带巷。价格在23—25万左右。 建议；各矿根据具体情况而定。 四 邢台煤矿水仓清淤设备

产品来自徐州天科机械制造有限公司

本组系统有三部分组成，一QGB380-2DMD型内啮合密闭式容积泵。 二疏通管路 三MSYA80/900-U煤泥专用压滤机 使用方法，由1号内啮合密闭式容积泵做传送煤泥的动力将煤泥打入缓冲搅拌罐中稀释到规定程度的煤浆在由2号泵送到煤泥专用压滤机中将煤水分离，水由水沟排出，煤粉直接排入煤仓。

注意事项；1）设备的正常使用和维护

2）分离的湿煤粉尽量不要装罐和直接上皮带，因为颗粒小有湿度容易粘黏，不易清理。

3）设备尽量接近煤仓，分离好煤粉直接排入煤仓，但要在正常出煤时配在原煤中。防止粘黏在煤仓壁上。 五 其他

项目产品 使用单位 用途 优缺点 侧翻式装岩机 章村矿 清理巷道、卧底 省人力，出效率 仍需局部改造 溜槽加耐磨层 章村，东庞等 适用于各种刮板输送延长使用寿命 机 价格高出20%左右 ECMMB2-362/25型邢东（未使用） 掘进巷道，先掘后锚，加快打锚锁速掘锚机组 不能平行作业 度,操作较慢。

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