金凤煤矿厚煤层无煤柱开采应用研究实施方案(8) - 图文

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金凤煤矿厚煤层无煤柱 开采技术应用研究

实施方案

西 安 科 技 大 学 二○一二年八月

目录

目 录

1 概述........................................................................................................................... 1 1.1 无煤柱开采的意义 ............................................................................................. 1 1.2 柔模混凝土无煤柱开采技术 ............................................................................. 2 2工作面概况 ............................................................................................................... 4 2.1 工作面概况 ......................................................................................................... 4 2.2 煤层及顶底板情况 ............................................................................................. 4 2.3 水文地质情况 ..................................................................................................... 6 2.4工作面巷道布置 .................................................................................................. 6 3 沿空留巷方案 ........................................................................................................ 8 3.1 沿空留巷总体方案 ............................................................................................. 8 3.2 留巷段巷道补强支护 ......................................................................................... 8 3.3柔模混凝土厚度计算 ........................................................................................ 12 3.4留巷支护结构及参数 ........................................................................................ 13 3.5 临时加强支护 ................................................................................................... 20 3.6 巷道底臌治理方案 ........................................................................................... 20 3.7 通风、运料给排水及通讯 ............................................................................... 21 3.8 泵注混凝土设计 ............................................................................................... 22 3.9柔性模板设计 .................................................................................................... 23 3.10采空区防灭火方案 .......................................................................................... 23 4 沿空留巷施工方案 ................................................................................................ 25 4.1施工材料 ............................................................................................................ 25 4.2施工工艺及流程 ................................................................................................ 25 4.3 施工设备及布置 ............................................................................................... 27 4.4 施工要点 ........................................................................................................... 30 4.5 劳动组织 ........................................................................................................... 35 4.6安全措施 ............................................................................................................ 38 5沿空留巷矿压观测方案 ......................................................................................... 45 5.1 监测内容及方法 ............................................................................................... 45

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5.1.1 监测内容 .................................................................................................. 45 5.1.2 监测要求及方法 ...................................................................................... 45 5.2 混凝土抗压强度检测 ....................................................................................... 45 5.3 工作面前方巷道围岩变形监测 ....................................................................... 45 5.4 工作面后方巷道围岩变形监测 ....................................................................... 48 5.5 巷内顶板压力监测 ........................................................................................... 48 5.6 柔模混凝土载荷监测 ....................................................................................... 49 6 沿空留巷成本预算及效益预测 ............................................................................ 51 6.1 沿空留巷成本预算 ........................................................................................... 51 6.1.1沿空留巷设备投入费用 ............................................................................. 51 6.1.2沿空留巷工程投入费用 ............................................................................. 52 6.1.3 沿空留巷总费用预算 ................................................................................ 53 6.2 沿空留巷主要经济技术指标 ........................................................................... 53 6.3 经济、社会效益分析 ....................................................................................... 54

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1 概述

1.1 无煤柱开采的意义

无煤柱开采是合理开发煤炭资源，提高煤炭回收率，改善巷道维护，减少巷道掘进量，有利于矿井安全生产和改善矿井技术经济效益的一项先进的地下开采技术。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、增盈的主要途径之一。

通过几十年来我国矿井的大量实践，可以认为无煤柱开采主要具有以下几个优点：

（1）有利于合理开发煤炭资源，提高煤炭回采率。由于沿空留巷可以不留煤柱，故大大提高了煤炭回采率。据多数矿井的经验，沿空留巷一般可使回采率提高10～20%，有些矿井甚至提高25～30%，回采率的提高相当于增加矿井的储量，延长了矿井寿命。

（2）有利于改善巷道维护。回采巷道由于受采动影响，巷道受压变形严重，维护困难，使劳动条件恶化，生产也不安全，这是长期未能解决的难题，大量现场经验表明，使用沿空留巷以后，矿井的巷道维护状况都有不同程度的改善。

（3）有利于降低巷道掘进率。应用沿空留巷时，可在不同程度上降低巷道掘进量，因而可以降低巷道掘进率，可以根本上改善矿井采掘接替紧张的局面。根据对现有无煤柱开采系统的分析，一般情况下，采用沿空留巷可使巷道掘进率降低10～33%，有些矿井降低的幅度达到了40%以上。

（4）有利于矿井安全生产。由于沿空留巷大量降低了煤炭损失，故在很大程度上消除了自然发火的根源和机率，并且对瓦斯的涌出也

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有明显的降低作用。可实现Y型通风与H型通风。据研究，在正确进行通风管理的情况下，沿空留巷工作面回风流中的瓦斯含量与留煤柱时工作面相比可以减少30～50%，保证了安全生产。

（5）有利于改善矿井技术经济指标。由于无煤柱开采具有上述的一些优点，即多回收煤炭资源，节约支护材料，降低巷道维护费，减少掘进费用等，因此可以明显提高矿井的经济效益。

1.2 柔模混凝土无煤柱开采技术

柔模混凝土无煤柱开采技术包括柔模混凝土沿空留巷技术与柔模混凝土沿空掘巷技术。对于本项目的实施采用柔模混凝土沿空留巷技术，下面对该技术做简要介绍。

（1）支护结构及工艺

高性能自密实混凝土用混凝土输送泵注入预先固定在巷道帮部的模板中。模板采用一次性柔性模板，由双层高强度布缝制而成，具有自成形及透水不透浆的特性。挂设时，将柔模两侧的翼缘套入钢筋，用单体将钢筋夹持在顶板上，柔模被吊挂起来。模板上设有锚栓孔，柔模挂设起来后，锚栓穿入锚栓孔，锚栓两端用托板螺母连接。

（2）支护思想

柔模泵注混凝土巷旁支护具有柔模混凝土早期具有较大初撑力及适当可缩量的特性，并继承了混凝土后期支护的刚性，为沿空留巷中的先柔后刚巷旁支护。采用柔模混凝土后期刚性巷旁支护，实现了切顶卸载，使巷道变形量小，巷道支架受力小，在服务期内巷道断面满足生产需要，维修费用较低。

遵循充填体在保证支护强度与稳定性的同时尽可能窄的原则。巷旁充填体宽度是设计巷旁支护的一个重要参数，它不仅影响着巷旁充填体的稳定性，而且涉及到巷旁支护的劳动强度和经济效果。沿空留

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巷充填体的破坏主要受到基本顶旋转下沉产生应力集中的破坏，充填体的可缩量不能满足沿空留巷整体变形量而产生较高的应力而破坏，或者被冒落矸石的冲击等因素破坏。从稳定性来说，巷旁充填体过窄，稳定性差，随着宽度增加，巷旁充填体稳定性也增加但过宽的巷旁充填体不仅增加了护巷成本，降低了留巷经济效益，也增加了留巷材料运输量和施工劳动强度。在实际操作中宽高比的确定应当遵循“在满足充填体稳定性的条件下支护宽度尽可能小”的原则。

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2工作面概况

2.1 工作面概况

011802综采工作面为金凤煤矿一采区的首采工作面，位于金凤井田中部，工作面概况如表2-1所示：

表2-1 011802综采工作面概况

煤层名称 工作面名称 概 地理位置 况 井下位置及四邻采掘情况 走向长（m） 方位角（度） 煤岩层描述 煤层 情况 煤层总厚（m） 十八煤 水平名称 ＋1151 采区名称 一采区 风巷：1305～地面标高工作面标高1194 11802 1420～1450 （m） （m） 机巷：1275～1156 11802工作面相对地面位置：11802工作面东与马大公路水平相距0～660m，马大公路穿越工作面约472m;西为风积沙丘;南与三墩子～凤凰梁乡村公路水平相距134～311m;北与三墩子乡村公路水平相距443~493m。 11802工作面相对井下位置：11802工作面位于金凤煤矿一采区北翼二区段，为金凤煤矿首采工作面，风巷开口于F8测点向东89m处，标高为＋1200.670m（顶板），工作面掘进方位为349°。 11802工作面西与11801设计工作面留设20m区段隔离煤柱;北与三采区留设10～63m隔离煤柱。 2586 349 2.49～6.36 4.45 与煤层顶底板关系（m） 煤层结构（m） 3.97（0.09）0.48 沿中线抓顶板掘进

轨迹走向：349° 煤岩层 倾向：7° 产状 倾角：12°～2° 十八煤为中厚～厚煤层，煤层结构简单，煤厚在2.49～6.36m之间变化，均厚4.45m，煤层结构为3.97（0.09）0.48。风巷开口处煤层厚度约为3.95m。煤层结构稳定，煤层类型为暗淡型～半暗淡型煤，黑色，以暗煤为主，条痕黑褐色，呈块状。 2.2 煤层及顶底板情况 十八层煤位于侏罗系中下统延安组，根据矿井勘探资料和巷道实际揭露，煤层厚度在2.70～5.50 m之间变化。煤层从顺槽由南向北逐渐变厚，厚度变化较大，属稳定煤层，结构简单。煤岩类型为亮煤与暗煤组成，玻璃光泽，硬度大，呈块状，具体见表2-2，地质柱状

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图如图2-1所示。

表2-2 煤层顶底板情况

顶底板名称 岩石名称 细砂岩 煤层顶底板情况 直接顶 直接底 老底 粉砂岩 老 顶 细砂岩 中砂岩 粉砂岩 砂质泥岩 煤线 细砂岩 炭质泥岩 厚度(m) 0.69 4.32 1.93 1.15 0.99 2.10 0.09 0.70 0.37 岩 性 特 征 浅灰色，泥质胶结，含植物根化石，具波状层理，变形层理。 深灰色，薄层状，含完整植物根化石，水平层理，波状层理。 浅灰色，波状层理，变形构造，含植物根化石，泥质胶结。 灰白色，长石石英砂质，薄层状，松散破碎，泥质胶结。 深灰色，薄层状，见波状层理及水平层理。 深灰色，具水平层理，波状层理，含较多植物叶化石。 黑色，半光亮型，质软易碎。底部有0.06～0.2m泥岩，局部尖灭。 深灰色、浅灰色，水平层理，富含植物化石碎片，见白云母片，次棱角状，泥质胶结。 黑色，水平层理，泥质胶结。 灰白色，成分以石英为主，长石次之，水平层理。底部夹薄层中粒砂岩及黑色泥岩薄层，中粒砂岩疏松易碎成粒状，弱含水。 细砂岩 5.76 5

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地层岩石名称十七煤细砂岩柱 状垂 厚真 厚累 计产（m）（m）（m）状0.180.180.180.700.690.874.354.325.19岩 性 描 述浅灰色，泥质胶结，含植物根化石，具波状层理,变形层理。粉砂岩深灰色，薄层状，含完整植物根化石，水平层理，波状层理。浅灰色，波状层理，变形构造，含植物根化石，泥质胶结。灰白色，长石石英砂质，薄层状，松散破碎，泥质胶结。深灰色，薄层状，见波状层理及水平层理。深灰色，具水平层理，波状层理，含较多植物叶化石,底部有0.02～0.15m煤线，局部尖灭。深灰色，浅灰色，水平层理，富含植物化石碎片，见白云母片，次棱角状，泥质胶结。黑色，条痕黑褐色，暗淡光泽，薄片状，易碎。侏罗系中下统延安组细砂岩中砂岩粉砂岩1.941.937.121.161.158.271.000.999.262.122.1011.360.710.7012.063.983.8016.010.370.3716.38砾质泥岩细砂岩十八煤炭质泥岩黑色，水平层理，泥质胶结。细砂岩5.805.7622.14灰白色，成分以石英为主，长石次之，水平层理。底部夹薄层中粒砾岩及黑色泥岩薄层，中粒砾岩疏松易碎成粒状，弱含水。图2-1 011802工作面煤岩层综合柱状图

2.3 水文地质情况

水文地质情况如表2-3所示。

表2-3 水文地质情况

项目 瓦斯相对涌出3量（m/T） 瓦斯绝对涌出3量(m/min) 煤尘爆炸 指数 其他情况 数量 4.464 0.062 大于10％ 定性分析 低瓦斯 低瓦斯 数量 0.25（最大） 3涌水量（m/min） 0.083（最小） 突出危险性 项目 定性分析 无水威胁 无突出危险 易自燃 有爆炸危煤层自燃发火期 30天 险 无地压，地温19.09℃～32.69℃，平均25.89℃。 2.4工作面巷道布置 011802综采工作面为金凤煤矿一采区首采工作面，风、机两巷及辅助运输巷沿走向布臵，回采工作面、联络巷沿倾向布臵。011802工作面现已回采，由于下一工作面有一段长约为700m的三角煤，为

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最大限度提高煤炭资源回收而实行沿空留巷无煤柱开采。沿空留巷段为从停采线至后700m。工作面巷道布臵及沿空留巷位臵图如图2-1所示。

三角煤区域011802回风巷沿空留巷段，长约700m011802工作面011802带式输送机巷联络巷011802辅助运输巷

图2-1 工作面巷道布置及沿空留巷位置图 回风巷机掘段为异矩形巷道，全长2447m，巷道掘进宽度5100mm，掘进上帮高3350mm，下帮高3150mm，中高3250mm，掘进断面积16.575㎡；支护厚度为50mm，铺底300mm,巷道净宽为5000mm，净高上帮为3100mm，下帮高为2900mm，中高3000mm，净断面积为15㎡。

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 3 沿空留巷方案

3.1 沿空留巷总体方案

11802工作面自工作面至停采线后700m段采用沿空留巷技术，对该段回风巷沿空留巷，作为下一个三角煤工作面的运输巷。 （1）巷旁采用柔模混凝土支护，柔模混凝土厚度1m，施工后根据矿压调整柔模混凝土墙体厚度；

（2）巷内采用锚网索+钢带进行补强支护；

（3）巷内采用单体配合Π型梁进行超前及滞后支护； （4）巷旁支护方案：

方案一：巷旁混凝土墙体浇筑于采空区，留巷宽度5m，厚度1m，高度3.3m，即一次成巷，留巷后不需对巷道扩帮。由于回风巷顶板随采随冒，留巷时需加强采空区处顶板支护及顶板管理。

方案二：巷旁混凝土墙体浇筑于巷内，留巷宽度3.8m、高度3.3m，预计留巷稳定后宽度3.6m、高3.0m，留巷后对巷道扩帮至5m，以满足运输巷使用条件，即二次成巷。该方案下，留巷作业人员在巷道顶板支护区域，作业安全，留巷后断面较小，不易出现留巷沿巷内切顶现象。

（5）巷旁支护实施时先按方案一执行，若留巷过程中出现支护沿巷内切顶现象或其他因素导致方案一不能实施，则按方案二执行。

3.2 留巷段巷道补强支护

011802回风巷机掘段原支护采用锚网喷钢带加锚索支护，全断面挂网。顶板采用φ20×2200mm左旋无纵筋井下专用锚杆，锚杆间、排距为700×700mm，钢带采用2根φ16×5000mm的圆钢焊接加工而

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 成;上帮采用φ18×1600mm的左旋无纵筋井下专用锚杆,下帮采用φ18×1600mm的玻璃钢锚杆；锚索规格φ15.24×5300mm，2000×2400矩形布臵，顶部钢筋网采用5400×700（（网格φ6.5×150×150）），两帮采用3000×2000的塑料网（网格55×55mm）。

011802回风巷直接顶属复合型顶板，中间局部尖灭，与上部老顶直接接触，易垮落。留巷后巷道净断面达到5m，为保证留巷时及留巷后巷道处于安全状态，即所留巷道不出现冒顶、沿巷内切顶现象，需在留巷前对留巷段巷道进行补强支护。

方案一：巷旁充填体臵于采空区时采用该方案。此方案一次成巷，留巷后巷道断面较大，为使巷道在留巷期间巷道不出现较大离层及巷内切顶现象，补强支护采用锚索+W钢带支护。锚索规格φ15.24×5300mm，2000×1200矩形布臵，钢带采用W280钢带，长4.8m。补强支护断面图及平面图如图3-1所示。

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 φ15.24mm×5300补强锚索间排距2×1.2mφ20×2200左旋无纵筋螺纹钢锚杆30°8002000W钢带，长4.8m20008004008002008005050005100φ15.24×5300mm锚索间排距2×2.4mφ18×1600mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆间排距0.8×0.8mφ20×2200左旋无纵筋螺纹钢锚杆间排距0.8×0.8mW钢带，长4.8m钢筋梯φ16×5000mmφ6.5圆钢金属网800φ18×1600mm玻璃钢锚杆间排距0.8×0.8mφ15.24×5300mm锚索间排距2×1.2m800

图3-1 沿空留巷巷道补强支护断、平面图（方案一）

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 方案二：若留巷过程中出现支护沿巷内切顶现象或其他因素导致方案一不能实施，则按方案二进行补强支护。补强支护为在回风巷下帮采用锚杆+T型钢带（BHM270）支护，巷内顶板补打锚索加强支护。补强支护断面图及平面图如图3-2所示。

φ20×2200左旋无纵筋螺纹钢锚杆φ15.24mm×5300补强锚索排距1.2mφ20×2200左旋无纵筋螺纹钢补强锚杆间排距1.2×1m30°80020001200T型钢带，长2m8008002008005050005100φ15.24×5300mm锚索间排距2×2.4mφ18×1600mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆间排距0.8×0.8mφ15.24mm×5300补强锚索排距1.2mφ20×2200左旋无纵筋螺纹钢锚杆间排距0.8×0.8mφ20×2200左旋无纵筋螺纹钢补强锚杆间排距1.2×1mT型钢带（BHM270），长2m钢筋梯φ16×5000mmφ6.5圆钢金属网 图3-2 沿空留巷巷道补强支护断、平面图（方案二）

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800φ18×1600mm玻璃钢锚杆间排距0.8×0.8m800金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 3.3柔模混凝土厚度计算

混凝土充填墙上设臵锚栓，锚栓规格为Φ18×1100mm等强锚杆，间排距为1.0m×1.0m。通过光圆钢筋与单体将柔模固定悬吊起来。

计算混凝土支护体载荷采用的“分离岩块法”，该方法的理论依据是沿空巷道和支护体上方一定范围内分离岩块的重量构成了支护体载荷。

顶板围岩θHtg5.00.5（bC+B+bWx）煤层θqα

q?8htg?＋2(bB＋x＋bC)h(bB＋x＋bC)?s?cos??

xbB＋0.5x式中:q—支护体载荷；

bB—支护体内侧到煤壁的距离，本次支护中支护体左侧边缘在巷

道内，计算可得该距离为3.8m；

x—支护体的宽度，本次支护宽度取1 m；

bC—支护体外侧悬顶距，该距离取为0.5m； —岩块重度，按上覆岩体平均重度24kN/m3计算；

?sh—采高，最大值为5米；

?—剪切角，根据经验选取为26°；

?—煤层倾角，为6°；

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 H—冒落高度，根据经验选取4h，为20m。

计算可得支护厚度为1m时支护体的载荷为：

8?5?tg26?＋2?(3.8＋1＋0.5)5?(3.8＋1＋0.5)?24?cos6?=4.4Mpa q＝×13.8＋0.5?1即单位长度、平均支护厚度1m的支护体载荷为N1=4400kN。 考虑到采动影响，混凝土墙厚度计算公式如下：

w＝k2F(1－k1)S

式中：w——墙体宽度，m；

k2——墙体强度降低系数，取0.25； k1——采动影响压力可靠系数，2；

S——墙体凝固强度，Mpa，取C25，25 Mpa。

w＝k2F3?4.4＝=0.71m 1－kS1－0.25?25?1???在留巷初期，为保证留巷结构的安全性，将柔模混凝土厚度取为1m，后根据留巷矿压监测调整支护体厚度。

3.4留巷支护结构及参数

方案一：

（1）巷旁支护采用柔模混凝土支护，柔模混凝土连续墙浇注于采空区，柔模混凝土墙厚1.0m，墙高3.3m，柔模混凝土设计强度C25，断面支护见图3-3。

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 补强锚索原锚索30°工字钢梁金属网木点柱采空区C25柔模混凝土2005050001000 图3-3 沿空留巷支护断面图（方案一）

（2）留巷前，留巷段内采用锚索进行补强支护，补强支护采用锚索+W钢带支护。锚索规格φ15.24×5300mm，2000×1200矩形布臵，钢带采用W280钢带，长4.8m。孔距2m，第一孔距钢带边缘0.4m。 （3）留巷时在回风巷支架顶部铺网，铺网宽度为5个支架宽度。 （4）留巷浇筑空间支护。

在回风巷端头支架后方用单体支柱配合∏型梁沿倾向架棚对采空区空顶部分进行临时支护，一梁三柱，工字钢梁同时作为挂设柔模的横梁，不回收，工字钢梁长2.5m，棚距1m；在工字钢梁靠巷内侧预留孔洞，待留巷后在此处补打锚索形成锚索梁结构共同支护顶板；留巷浇筑空间靠采空区侧采用木点柱+金属网支护（木点柱配合工字钢梁挂设柔模），木点柱采用优质圆木，规格φ200×3300，中对中间距

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 0.7m，金属挡矸网采用50×50mm菱形金属网。浇筑空间支护断面图如图3-4所示，平面支护图如图3-5所示。

补强锚索原锚索30°2.5m长工字钢梁金属网木点柱采空区2005050001000 图3-4 沿空留巷浇筑空间支护断面图（方案一）

（5）端头支护。工作面上端头采用单体配∏型梁一梁二柱支护，棚距1m，∏型梁长度4.2m。当回风巷端头支架拉架时，不得带压擦顶拉架，移架时将支架降至∏型梁下部，并将回风巷下帮单体去掉，待支架完全移过后再将单体补上，作为滞后支护使用。端头及临时支护平面图如图3-5所示。

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 2.5m长钢梁挂设柔模并作为永久支护4.2m长∏型梁作为滞后支护用1000柔模混凝土金属网木点柱柔模011802工作面1000铺顶金属网 图3-5沿空留巷浇筑空间及巷内临时支护平面图（方案一）

方案二：

（1）巷旁支护采用柔模混凝土支护，柔模混凝土连续墙浇注于巷内，柔模混凝土墙厚1.0m，墙高3.3m，柔模混凝土设计强度C25，断面支护见图3-6（方案二）。

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 30°T型钢带金属网木点柱采空区C25柔模混凝土2005038001000 图3-6 沿空留巷支护断面图（方案二） （2）留巷前，留巷段内采用锚索进行补强支护，补强支护锚索采用φ15.24×5300钢绞线，排距1.2m；巷道靠下帮侧采用锚杆+T型钢带支护，T型钢带长2m。

（3）留巷浇筑空间采用单体支柱配合∏型梁或工字钢梁沿走向架棚进行支护，钢梁梁长1.6m，棚距0.8m，移架时迈步交替前进，棚梁每前进1.6m后，立即在后面再补上两棚。留巷浇筑空间靠采空区侧采用木点柱+金属网支护（木点柱主要用来挂设柔模），木点柱采用优质圆木，规格φ200×3300，中对中间距0.7m，金属挡矸网采用50×50mm菱形金属网。挂设柔模时，先将浇筑空间临时支护单体及∏型梁去掉，再挂设柔模。浇筑空间临时支护断面图如图3-7所示，支护平面图如图3-8所示。

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 30°T型钢带800金属网木点柱采空区C25柔模混凝土2005038001000图3-7 沿空留巷浇筑空间支护断面图（方案二）

（5）端头支护。工作面上端头采用单体戴帽支护，柱距1m×1m，端头及临时支护平面图如图3-8所示。

（6）留巷后该巷道作为下一工作面运输巷使用，则需在留巷后对巷道进行扩帮，考虑到留巷后端面收缩，回风巷上帮扩帮深度1.4m，扩帮段断面支护如图3-9所示。

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 柔模混凝土金属网木点柱011802工作面铺顶金属网 图3-8 沿空留巷浇筑空间及巷内临时支护平面图（方案二） φ20×2200左旋无纵筋螺纹钢补强锚杆间排距0.8×0.8mφ18×1600mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆间排距0.8×0.8m30°800400采空区金属网T型钢带木点柱C25柔模混凝土15°200800800800140038001000 图3-9扩帮段断面支护图（方案二）

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 3.5 临时加强支护

在沿空留巷过程中，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超前、滞后支护。

（1）方案一情况下临时支护。回风巷超前支护、端头支护及滞后支护均选用单体配∏型梁一梁三柱支护，棚距1m，∏型梁长度4.2m，超前支护30m，滞后支护40-60m，以防止回采过程中矿压显现对预留巷道的破坏。当回风巷端头支架拉架时，不得带压擦顶拉架，移架时将支架降至∏型梁下部，并将回风巷下帮单体去掉，待支架完全移过后再将单体补上，作为滞后支护使用。临时支护图如图3-5所示。

（2）方案二情况下临时支护。回风巷超前支护选用单体配∏型梁一梁三柱支护，棚距1m，∏型梁长度4.2m，超前支护30m；工作面回风巷出口处即上端头支护采用单体戴帽支护，柱距1m×1m；滞后支护选用一梁三柱支护，棚距0.8m , ∏型钢长度3.2m，滞后工作面支护距离40-60m，以防止回采过程中矿压显现对预留巷道的破坏。临时支护图如图3-8所示。

3.6 巷道底臌治理方案

由于采用方案一为主方案，此时巷旁支护柔模混凝土墙体位于采空区内，留巷后在矿压作用下极有可能导致巷道底板底臌，因此需对巷道底板进行加固。若在留巷时有底臌迹象，则采用锚杆支护方式进

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 行加固。锚杆采用φ20×1800mm，托盘规格150×180×10mm。布臵方式为沿巷道断面方向一排三根，锚杆垂直巷道底板，间排距2×1m。巷道底板防底臌支护断面图如图3-10所示。

补强锚索原锚索30°工字钢梁金属网木点柱采空区C25柔模混凝土20×1800螺纹钢锚杆间排距2×1m20050防底臌锚杆50001000 图3-10 巷道底板防底臌支护断面图

3.7 通风、运料给排水及通讯

（1）通风、运料

沿空留巷时采用U型通风方式，在留巷段后方采用FBD№6.3/2×30局部通风机进行通风，并留一台备用。

采用无轨胶轮车将混凝土干料运至混凝土泵站后方的堆料场。运输路线为：地面搅拌站→缓坡副斜井→副井与011802风巷联络巷→

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 011802回风巷→混凝土泵站。 （2）给排水

留巷过程中需每隔50m准备一个三通水阀，防止有可能出现堵管情况后能及时清洗管道；混凝土泵站及泵注口处积水通过排水沟导入水仓后排出。 （3）通讯

为保证留巷时泵站与泵注口处的通讯畅通，需独立设臵两部声光通讯信号。

3.8 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40%～45%；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5～16mm；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C25，配合比见表3-1。该配合比为初始设计配合比，实施初期再经现场试配进行调整。

表3-1 柔模泵注混凝土配合比

材料 质 量（kg/m） 3水泥 450 砂 800 碎石 850 水 226 粉煤灰 140 柔模专用外加剂 1.4 22

金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 3.9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。混凝土支护体浇注与原煤层赋存位臵，考虑到施工误差以及柔性模板的富余量，选择柔性模板高度为3.3m；考虑到施工进度、施工水平等相关条件，选择每一模长度为3m（部分制作2m、4m），厚度为支护混凝土厚度1m。

为提高混凝土强度，在柔性模板上预留锚栓孔，在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，以确保泵注混凝土的厚度。沿每一模横向方向需要有6根锚栓来提高混凝土强度。

3.10采空区防灭火方案

在留巷过程中，为防止靠回风巷采空区内残煤自然以及瓦斯、CO等有害气体超限，留巷过程中在柔模混凝土墙体内预埋注氮（或注浆）管及监测管路，留设好的注氮（或注浆）管及时与巷内的注氮（或注浆）支干线管路连接，对采空区进行注氮（或注浆）。采空区注氮防灭火实施细则按“金凤煤矿011802工作面作业规程”执行。

柔模混凝土墙体上预留注氮（或注浆）孔及一氧化碳等监测孔，注氮（或注浆）管管径108mm，管长1400mm，距柔模底部高度400mm，外露200mm，每隔10m布臵一组。采空区观测管管径40mm，管长1600mm，外露300mm，端头设臵两道阀门，每隔20m布臵一组，如图3-12所示。

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 柔模混凝土巷旁充填体采空区观测管采空区注氮管路回风巷011802工作面采空区运输巷出 煤辅运巷 图3-12 留巷段采空区注氮管路布置图

为防止采空区瓦斯、CO等有害气体通过围岩裂隙导入巷内，留巷过程中需对已留巷道及时进行喷浆封闭围岩，喷浆厚度50mm。

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 4 沿空留巷施工方案

4.1施工材料

柔模泵注混凝土沿空留巷施工材料主要包括柔性模板、水泥、砂、石子、粉煤灰、锚杆、金属网、外加剂等，具体材料如下表4-1所示。

表4-1 柔模混凝土沿空留巷施工主要材料表

序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 材料名称 柔性模板 水 泥 水 砂 石 子 粉煤灰 外加剂 光圆钢筋 锚 索 锚 杆 钢 带 金属网 Π型钢梁 工字钢梁 木点柱 单 体 规 格 长×宽×高=2（3或4）×1×3.3m 42.5R 淡水 中砂 5-16mm连续级配碎石 二级 泵送剂等 φ20×3300mm φ15.24×5300mm φ20×2200mm左旋无纵筋螺纹钢 W280钢带/T型钢带（BHW270） 10#，50×50mm菱形金属网 长4.2m 长2.5m 直径200mm，长3.3m DW42-250/110XL 用途或作用 控制混凝土支护体成型 混凝土中起胶结作用 用于拌和 混凝土中起骨架作用 混凝土中起骨架作用 增强混凝土流动性 获得合和易性、提高强度 挂设柔模使用 补强支护 补强支护 补强支护 护顶及挡矸 超前支护使用 支护浇筑空间用 采空区侧护顶及挂设柔模 超前及滞后支护 4.2施工工艺及流程 柔模泵注混凝土沿空留巷施工工艺流程及过程如图4-1、4-2所示。

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究

图4-1 柔模混凝土沿空留巷施工工艺流程示意图 超前及滞后支护 移架并支护浇筑空间 挂设柔模 干料运输 泵注混凝土 制备混凝土 喷浆封闭围岩 留巷监测 滞后段回柱

图4-2 柔模混凝土沿空留巷施工过程图

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 4.3 施工设备及布置

柔模泵注混凝土沿空留巷需要大量混凝土，混凝土采用二次搅拌工艺，第一次在地面搅拌干料，二次在井下加水搅拌。地面干料通过无轨胶轮车运至泵注混凝土工作面。

考虑到井上、下联系不便，以及混凝土拌合物存放时间有限等因素，柔模泵注混凝土采用二次搅拌工艺。一次搅拌在地面集中搅拌站进行，使用常规搅拌机将水泥、砂、石子外加剂等拌合干料，将干料用无轨胶轮车运到工作面以后再使用搅拌机加水搅拌，搅拌机与混凝土输送泵连动，连续机械化作业。独立搅拌机至于混凝土泵后方。

为实现留巷机械化作业，保证留巷速度紧跟回采速度，减轻工人劳动强度，除了需要成套的留巷设备（柔模混凝土输送机组）外，还需要其它辅助设备来进行配套。设备方案见表4-2、4-3、4-4。

表4-2 柔模混凝土沿空留巷设备方案

序 号 1 名 称 柔模混凝土输送机组 规 格 KTRHSJZ-35 数量 1套 表4-3 柔模混凝土输送机组组件 序号 1 2 3 4 设备名称 矿用混凝土泵 井下混凝土搅拌机 井下上料机 混凝土输送管 规格及型号 KTRHJJ-35 KTRHSL-35 φ125 单位 台 台 台 米 数量 1 1 1 400 备注 27

金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 表4-4 柔模混凝土沿空留巷辅助设备

序号 1 2 3 设备名称 装载机 装载机 喷浆机 单位 台 台 台 数量 1 1 1 备注 地面上料用 井下上料用 留巷喷浆用 井下设备布臵: 方案一：混凝土泵布臵于调车硐室内，上料机及搅拌机布臵在回风巷调车硐室旁边，同时对该段进行扩帮，扩帮深度1.5m，长度20m。混凝土泵站与工作面距离300m，即每隔300m移泵一次，利用无轨胶轮车将干料输送至回风巷上料场旁，布臵图如图4-3所示，通过搅拌槽将搅拌好的混凝土输入混凝土泵的料斗内，通过混凝土泵送管路将混凝土注入运输巷端头柔模内，如图4-4所示。

调车硐室扩帮20m泵送距离0-300m超前支护30m滞后支护40-60m沿空留巷段回风巷上料机搅拌机混凝土泵混凝土泵送管011802工作面采空区运输巷辅运巷图4-3 沿空留巷施工设备布置示意图（方案一）

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究

图4-4 4.6m高柔模泵注混凝土施工

方案二：混凝土泵、上料机及搅拌机布臵在回风巷距工作面60m处，每4天移泵一次，利用无轨胶轮车将干料输送至回风巷上料场旁，由于混凝土泵及上料机等均为轮式，因而移动较为方便；另外由于混凝土泵距离工作面距离不太远，也方便工作面其他材料运输。设备布臵如图4-5所示。

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 泵送距离0-60m超前支护30m滞后支护40-60m沿空留巷段回风巷上料机搅拌机混凝土泵混凝土泵送管011802工作面采空区运输巷辅运巷

图4-5 沿空留巷施工设备布置示意图（方案二）

4.4 施工要点

柔模泵注混凝土沿空留巷设计中的施工要点包括浇筑空间支护、柔性模板的施工和泵注混凝土的施工三个部分。

一 浇筑空间支护

（1）生产班端头支护工在回风巷端头支架后方用单体支柱配合∏型梁沿倾向架棚对采空区空顶部分进行临时支护，一梁三柱，工字钢梁同时作为挂设柔模的横梁，不回收，工字钢梁长2.5m，棚距1m；在工字钢梁靠巷内侧预留孔洞，待留巷后在此处补打锚索形成锚索梁结构共同支护顶板；留巷浇筑空间靠采空区侧采用木点柱+金属网支护，支设柔模时将靠采空区的单体取掉，钢梁与木点柱同时用来挂设柔模，钢梁也作为永久支护的一部分。

（2）挂模处靠采空区侧用木点柱支护，木柱上挂挡矸网，木点柱直径200 mm，中对中间距700mm。打设木柱时直接把金属网挤压

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 到顶板上，金属网要从顶至底全断面铺设；网搭接不得小于0.2m，以保证搭接牢靠。

（3）回撤挂模处靠巷内侧单体，用木点柱替换单体时严格遵循先支后回的作业程序。

二 柔性模板施工

挂设柔性模板时，先要将柔模挂设位臵处散落矸石等杂物清理干净，柔模混凝土要落在实底上；对于虚底要进行加固处理。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，以防泵注过程中柔性模板胀破。

图4-6 柔模挂设效果图

三 混凝土泵送设备及管道布置

（1）混凝土泵设臵处，应场地平整坚实，道路畅通，供料方便，距离浇筑地点近，便于配管，接近排水设施和供水、供电方便。 （2）混凝土输送管，应根据工程和施工场地特点、混凝土浇筑方案进行配管。宜缩短管线长度，少用弯管和软管。输送管的铺设应保

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 证安全施工，便于清洗管道、排除故障和装拆维修。

（3）在同一条管线中应采用相同管径的混凝土输送管，同时采用新、旧管段时，应将新管布臵在泵送压力较大处，管线宜布臵得横平竖直。应绘制布管简图，列出各种管件、管连接环、弯管等的规格和数量，提出备件清单。

（4）混凝土输送管应根据粗骨料最大粒径、混凝土泵型号、混凝土输出量和输送距离以及输送难易程度等进行选择。输送管应具有与泵送条件相适应的强度。应使用无龟裂、无凹凸损伤和无弯折的管段。输送管的接头应严密，有足够强度并能快速装拆。

（5）倾斜向下配管时，应在斜管上端设排气阀，当高差大于20m时，应在斜管下端设5倍高差长度的水平管，如条件限制可增加弯管或环形管，满足5倍高差长度要求。

（6）混凝土输送管的固定，水平管宜每隔一定距离（10m）用地锚等固定，防止混凝土管跳动产生堵管。 （7）管道接头卡箍处不得漏浆。

（8）应定期检查管道特别是弯管等部位的磨损情况以防爆管。 四 混凝土的泵注施工

（1）混凝土泵送施工时，应规定联络信号和配备通讯设备，可采用有线或无线通讯设备等进行混凝土泵、搅拌运输车和搅拌站与浇筑地点之间的通讯联络。

（2）混凝土泵的操作人员必须经过专门培训合格后方可上岗独立操作。

（3）泵送混凝土时混凝土泵的支腿应完全伸出，并插好安全销。将泵固定牢靠，防止泵注过程中摆动。

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 （4）混凝土泵与输送管连通后，应按所用混凝土泵使用说明书的规定进行全面检查，符合要求后方能开机进行空运转。

（5）混凝土泵启动后应先泵送适量水以湿润混凝土泵的料斗活塞及输送管的内壁等直接与混凝土接触部位。

（6）经泵送水检查确认混凝土泵和输送管中无异物后应采用下列方法之一润滑混凝土泵和输送管内壁：

1）泵送水泥浆； 2）泵送1:2水泥砂浆；

3）泵送与混凝土内除粗骨料外的其他成份相同配合比的水泥砂浆。

（7）开始泵送时，混凝土泵应处于慢速匀速并随时可反泵的状态。泵送速度，应先慢后快，逐步加速。同时应观察混凝土泵的压力和各系统的工作情况，待各系统运转顺利后，方可以正常速度进行泵送。 （8）泵送应连续进行如必须中断时其中断时间，不得超过混凝土从搅拌至浇筑完毕所允许的延续时间。

（9）泵送混凝土时如输送管内吸入了空气应立即反泵吸出混凝土至料斗中重新搅拌排出空气后再泵送。

（10）泵送混凝土时水箱或活塞清洗室中应经常保持充满水。 （11）当混凝土泵出现压力升高且不稳定，油温升高，输送管明显振动等现象而泵送困难时，不得强行泵送并应立即查明原因，采取措施排除。可先用木槌敲击输送管弯管锥形管等部位，并进行慢速泵送或反泵防止堵塞。

（12）当输送管被堵塞时应采取下列方法排除：重复进行反泵和正泵，逐步吸出混凝土至料斗中，重新搅拌后泵送；用木槌敲击等方

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 法查明堵塞部位，将混凝土击松后重复进行反泵和正泵，排除堵塞；当上述两种方法无效时，应在混凝土卸压后拆除堵塞部位的输送管，排出混凝土堵塞物后方可接管，重新泵送前应先排除管内空气后方可拧紧接头。

（13）混凝土泵送即将结束前应正确计算尚需用的混凝土数量并应及时告知混凝土搅拌处。

（14）泵送过程中废弃的和泵送终止时，多余的混凝土应按预先确定的处理方法和场所及时进行妥善处理。

（15）泵送完毕时应将混凝土泵和输送管清洗干净。

（16）排除堵塞重新泵送或清洗混凝土泵时，布料设备的出口应朝安全方向，以防堵塞物或废浆高速飞出伤人。

（17）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打水洗管、后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）混凝土输送过程中； 3）确保顶部填充密实。 五 喷射混凝土

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 （1）喷射混凝土作业在巷旁混凝土充填体浇筑完后进行； （2）喷射混凝土施工部位为混凝土充填体接缝处、充填体与顶板交接处；

（3）喷射混凝土厚度不得小于50mm；

（4）喷射混凝土作业时严格按照《锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB 50086-2001）》执行。

4.5 劳动组织

方案一：采用“三八”作业形式，早班维修、中班及晚班正常回采，柔模支护早班平行作业。劳动组织表见表4-5。

方案二：采用“三八”作业形式，早班维修、中班及晚班正常回采，柔模支护夜班、早班平行作业。劳动组织表见表4-6。 方案比选：方案一只有早班作业，作业人员相对较少，便于施工管理，但采空区空顶距离达7m左右，采用此方案时需加强采空区顶板管理。方案二作业时，采空区空顶距离小，便于及时支护顶板，作业时安全性较方案一好，但需要分班作业，作业时需加强人员协调管理。

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 表4-5 011802工作面回风巷柔模混凝土沿空留巷劳动组织表 （方案一） 工序支 护柔模挂设工种柔模预支段支护工滞后支护工柔模挂设工工程量及工作内容人数早班中班夜班12根木点柱（木点柱间距0.5米，日推进6米）18根单体（间距0.8米，日推进6米，排距0.8米）1230根单体，10钢梁（间距0.8米，1梁3柱）支护单体10根，挂网20m，挂设柔模2条，清浮渣接管、洗管、巡查管道及泵注情况 泵送混凝土30m3，并清洗管道及泵机装载混凝土30立方米搅拌混凝土30立方米辅助井下铲车司机上料 1个搅拌机司机， 1个配料机司机辅助铲车司机上料30立方米运输混凝土干料30立方米装载混凝土原料30立方米 全面协调管理井上及井下工作 负责井下施工协调管理 负责沿空留巷施工技术工作2422112232111123混凝土泵注工混凝土泵司机泵注混凝土井下装载机司机搅拌机司机井下上料工地面搅拌站司机地面上料工备 料运料司机地面装载机司机队长管理人员跟班副队长技术员合计 备注：其中支护工序为中、夜班生产班人员，共计12人，其余为柔模支护班人员，共计23人，总计35人。

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金凤煤矿厚煤层无煤柱开采技术应用研究 表4-6 011802工作面回风巷柔模混凝土沿空留巷劳动组织表 （方案二） 工序支 护柔模挂设工种柔模预支段支护工滞后支护工柔模挂设工工程量及工作内容人数早班中班夜班12根木点柱（木点柱间距0.5米，日推进6米）18根单体（间距0.8米，日推进6米，排距0.8米）1230根单体，10钢梁（间距0.8米，1梁3柱）支护单体10根，挂网20m，挂设柔模2条，清浮渣接管、洗管、巡查管道及泵注情况 泵送混凝土30m3，并清洗管道及泵机装载混凝土30立方米搅拌混凝土30立方米辅助井下铲车司机上料 搅拌机拌料辅助铲车司机上料30立方米运输混凝土干料30立方米装载混凝土原料30立方米 全面协调管理井上及井下工作 负责井下施工协调管理 负责沿空留巷施工技术工作2442224264212136混凝土泵注工混凝土泵司机泵注混凝土井下装载机司机搅拌机司机井下上料工地面搅拌站司机地面上料工备 料运料司机地面装载机司机队长管理人员跟班副队长技术员合计 备注：其中支护工序为中、夜班生产班人员，共计12人，其余为柔模支护班人员，共计36人，总计48人。

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4.6安全措施

一 顶板管理

（1）当班作业前必须先进行敲帮问顶，及时找净帮顶活矸。敲帮问顶时，在敲帮问顶工作影响的范围内不得平行作业和有其他人员。

（2）沿空留巷充填段支护必须及时，防止顶板跨落后造成无充填空间。

（3）在回风巷尾部排头支架后沿工作面推进方向挂设柔模，靠采空侧采用木点柱配合工字钢梁支护，木点柱直径200mm，中对中间距700mm，木点柱靠采空区侧挂网挡矸；外侧用单体支柱固定柔模。

二 端头维护安全技术措施

回风巷端头采用单体液压支柱配配π型梁一梁三柱支护，棚距1m，π型梁长度4.2m。当回风巷端头支架移架时，将靠支架侧的一根单体取掉，形成一梁二柱悬臂梁临时支护顶板。移架时断头支架需降至钢梁以下，不得带压擦顶移架。

（1）主要危险源：端头工不熟悉支架操作及两巷超前支设方法；作业时未进行敲帮问顶，处理顶帮醒煤、活矸；提前回柱，导致顶板漏矸、冒顶；支设或摘取支柱时，人员不足；移机头、机尾及移端头架与回柱平行作业；回切顶排支柱时未打设戗柱或回柱时未执行“先支后回”原则等。

（2）端头工必须熟悉支架、单体支柱的适用条件及支设方法，做好端头及两巷超前顶板管理。

（3）端头工进入作业地点时首先观察顶板情况，严格执行“敲帮问顶”制度，并检查支柱的完好情况和支护状况，发现有碰倒、损

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坏或失效的支柱时，应及时恢复、更换。损坏的单体支柱要做好标记，及时升井检修。

（4）支设或摘取支柱时，必须有3人配合作业，1人观察顶板情况，2人支柱，禁止人员不足时作业。作业人员必须在支柱斜上方的安全地点作业，观察顶板人员在其侧后方，如有异常，立即停止作业撤到斜上方安全地点。作业地点斜下方5m范围内不得有人员通过。

（5）支设支柱时调整好柱子迎山角，均匀注液缓慢升起，用专用连环与金属网捆绑牢固，以防支柱在失效或损坏后倒柱伤人。柱距偏差不超过±100mm。

（6）严禁在控顶区内提前摘柱，回撤支柱时要打好戗柱，并清理好安全出口，然后方可回收，每次移设距离为0.8m，严格执行“先支后回”原则。

（7）移动输送机机头、机尾需要拆除附近支柱时，必须先架设好临时支柱，并停止输送机运行。支柱要支在实底上，严禁支在浮煤或浮矸上。

（8）严禁回柱与移端头支架、推移刮板输送机机头或机尾平行作业。要先移架，后回单体支柱。

（9）使用的单体液压支柱和柱帽必须符合规定要求，回撤或备用的单体液压支柱码放整齐。

（10）新入井或修复后第一次使用的液压支柱，在支设前应连续升、降柱，待支柱内腔的空气排尽后方可使用。严禁使用不合格的单体液压支柱。

（11）使用注液枪时，严禁枪口对人。注液枪使用后要挂在支柱上不许随意乱放，更不准用注液枪敲打硬物。

（12）在安全出口支护的各项工作中应注意保护机电设备。

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（13）进入机尾作业时，必须检查机尾的CO浓度是否超标，不得在机尾端头支架处长时间滞留。

三 超前支护

（1）巷超前支护：回风巷超前支护范围为30m，采用单体柱及工字钢梁或π型钢梁支护，梁长4.2m，一粱三柱支护，棚距1m。

（2）超前支护必须成排，单体初撑力不得小于90kN，且不得打在浮煤（矸）上。

（3）回风巷顶空地段及顶板破碎地段必须用刹杆或半圆木刹背严实。

（4）严禁人员直接进入空顶区拾物件，掉在空顶区的物件只能用长柄工具取出。

（5）回风巷必须备有足够的π型钢梁、单体支柱、半圆木做替棚用。

（6）瓦检员必须随时检查瓦斯、一氧化碳浓度，严禁超限作业。 四 挂模安全措施

（1）挂模前必须支护好浇筑空间顶板。

（2）挂模时先挂设靠采空区侧部分，将穿有光圆钢筋的翼缘绑扎在靠采空区侧预先支好的木点柱顶部，绑扎时需有专人照看，以防绑扎时木点柱支设不牢而倾倒伤人。

（3）固定靠巷内侧的柔模用单体支柱支设，支设时需戴柱帽，单体液压支柱卸压必须及时更换，并且使用好防倒绳，防止单体液压支柱倒下伤人。

（4）其他严格执行《煤矿安全规程》相关规定。 五 泵注安全措施

（1）泵注前需开机试运行，运行时间不得少于10分钟，无异常

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情况后方可开始泵注。

（2）泵注过程中，泵注压力突然上升时，必须停止泵运转，卸压后方可进行处理。

（3）泵注结束时，全孔必须及时用混凝土全部充满填实。 （4）每次泵注结束后，必须用清水冲洗设备及管路，防止浆体固化后影响设备管路的正常使用和下次的泵注效果

（5）施工人员必须佩戴好防护用具。 （6）加强自主保安及联防保安工作。 六 供电管理

（1）工作面所有机电设备及线路必须实行包机制，做到挂牌管理，负责落实到人，定时检查，定期保养，凡使用到期的设备及时更换。

（2）工作面的所有机电设备及线路都必须符合规定和完好标准。上、下巷的电缆必须四线分明，吊挂整齐，不得有挤压、掩埋、落地现象，各种设备严禁失爆，一经发现立即停机处理好；各种设备必须保持清洁。

（3）“三大保护”必须有专人管理，并定期检查；根据负荷变化及时改变流值、整定值；非专业人员不得调整变动，检查调整好以后做好记录。

（4）任何电器设备严禁带电进行搬迁、检修、拆装等。 （5）输送泵司机必须经过培训，并取得合格证的人员担任。司机必须认真负责，严格按《操作规程》操作。

（6）移动设备时，必须先清理干净附近的浮煤（矸）及杂物，并检查此处的支护是否牢固可靠，有隐患先处理好后，方可移动设备。

（7）检修电气设备或重新接线做头搭火之前，必须从上一级开

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关切断电源，或从变电所直接停电，锁住开关手把并派专人看守以后，方可进行检修或搭火。

（8）所有电气设备开关等必须指派专人负责维护，并挂牌管理。 （9）所有开关必须上架，且臵于安全、无淋水处。 七 “一通三防”管理 （1）通风

1）工作面必须配足风量，在生产过程中根据生产情况可调整风量。

2）测风员每班要对该采面进、回风进行风量测定，尤其要对沿空留巷入口、出口处的风量进行同时、定量监测，并比较出入口处风量变化值，风量变化异常立即汇报矿调度室；并将数据做好详细记录。

3）巷道内物料堆放整齐，物料不能堵塞巷道断面的1/3以上。 4）通风设施必须严加看管，经常检查，发现问题要迅速查找原因，并及时处理，确保采面风流稳定可靠。

5）任何人不得破坏通风设施，若暂时需拆通风设施时，必须提前请示通风区同意后方可拆除；同时通风区必须有专人在现场指挥，并采取针对措施。

（2）防尘

1）运输线各设备转载点必须设喷雾装臵。

2）上、下巷必须按要求安设洒水管路，隔爆水槽保持完好，且经常装满水。

3）防尘管路每隔50m设一个三通甩头及20m软管，保持阀门临敏好用，且正常供水。

4）采区每班必须派人对采面支架进行洗尘。 5）测尘员每旬进行一次测尘。

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6）如防尘管路损坏或丢失，必须及时更换或补齐。 （3）瓦斯管理

1）在工作面风流、上隅角、工作面回风流、每条皮带机头及机尾下风侧等地点安设监测瓦斯、一氧化碳、氧气、温度、风速、烟雾、断电、馈电等传感器。具体如下：

工作面上隅角：甲烷、一氧化碳传感器各一台。

工作面风流：距煤壁小于10m处安设甲烷、一氧化碳、温度传感器各一台

工作面回风流：距工作面回风流与全风压风流汇合地点上风侧10～15m处安设甲烷、一氧化碳、温度、风速传感器各一台。

2)每班必须配人备一名专职瓦检员，经常检查回风巷、上隅角、及工作面的瓦斯情况；同时要对留臵巷道里面的温度、风量、瓦斯、一氧化碳等有害气体也进行监测。

3）所有班队长及安检员、瓦检员，每班必须佩带便携式瓦检器，随时检查该工作面的瓦斯情况。

4)若工作面瓦斯超限时，必须立即停止作业，切断电源撤出人员，由相关技术负责人采取措施进行处理。

5)采面底板瓦斯涌出异常，必须在将采面停止、并立即采取措施处理。

6）采面上隅角回收放顶后，出现悬顶和空顶现象时，必须采取隔离措施，设臵的隔离墙必须码放整齐，并用黄泥或粘土堵严，不得回收复用。

7）严禁无风、微风瓦斯超限作业。 （3） 防灭火安全措施

1）回风巷内供水管路上每隔50m设臵安设长度不小于20m的专

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用消防管。

2）电气设备集中点必须分别配臵两个干粉灭火器和一个灭火砂箱。灭火器必须放臵在灭火箱内，灭火砂箱中必须装有不少于15个应急用的砂袋。

3）遇火灾时，应视火灾的性质、灾区通风和瓦斯情况，立即采取一切可能的方法直接灭火，控制火势。电气设备着火时，应首先切断电源，用沙子灭火。灭火过程中，第一现场必须由带班区长统一指挥，在通风、安检人员的监督、监护下进行，并要指定专职瓦检员检查有害气体和风向、风量的变化，采取防止人员中毒的措施，同时立即汇报调度室。如果控制不住火势，所有人员应戴上自救器，向进风方向迅速撤离。采面上隅角发生瓦斯燃烧时，必须立即切断工作面电源，并撤出所有人员。

4）其它严格执行《煤矿安全规程》、《煤矿操作规程》、“011802工作面作业规程”及相关措施之规定。

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5沿空留巷矿压观测方案

5.1 监测内容及方法

5.1.1 监测内容

金凤煤矿011802工作面回风巷沿空留巷矿压监测内容主要有： （1）混凝土抗压强度检测； （2）工作面前方巷道围岩变形监测； （3）工作面后方巷道围岩变形监测； （4）巷内顶板压力监测； （5）柔模混凝土载荷监测。 5.1.2 监测要求及方法

指定专门观测人员每天监测人员对工作面前方巷道围岩变形、工作面后方巷道围岩变形、巷内顶板压力值及巷旁柔模混凝土载荷值进行监测，测工如实填写矿压监测表，并测量出当时工作面煤壁位臵。现场数据测量、填写完毕后，升井后将矿压监测表按时交区队或生产部门矿压观测技术员整理、总结、归档。

5.2 混凝土抗压强度检测

011802工作面回风巷沿空留巷井下试验过程中，现场随机抽样制作混凝土试块，制作好的试块委托有工程质量检测资质的监测站对混凝土试块1、3、5、7、14、28d抗压强度进行检测，收集整理好相关数据，以便作为后期混凝土配合比调整的依据及归档资料。

5.3 工作面前方巷道围岩变形监测

（1）工作面前方巷道围岩变形监测采用十字监测法进行监测，

如图5-1所示。在011802工作面回风巷超前支护30m处开始布设测

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点，以此向外（工作面推进方向）每隔20m设一个测点，连续布臵5 个间距为20 m 的测点，每个测点设臵巷道两帮、顶底板的移近量测点。由里向外，各观测断面按序编号。

另外在运巷内布臵顶板离层仪测点位臵， 每隔20 m 安装一个, 共安装5个测点。超前支护段计划总监测距离为100 m。

安装岩层钻孔应力监测仪5套，用于超前工作面段煤岩承载力变化情况的监测。

（2）巷道两帮移近量测点设臵：在巷道两帮距底板1.5m处分别作一标记，分别记作A点、B点。AB两点距离即为巷道两帮移近量测量值。两帮测点可采取固定铁钉的方式标记。

（3）巷道顶底板移近量测点设臵：在测点断面的巷道中间顶板处作一标记，记作C点，在C点的底板垂足处，作一标记，记作D点 。C D两点距离即为顶底板移近量测量值。

CABD图5-1 巷道两帮及顶底板测点位置示意图

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围围岩岩荷荷载载监监测测仪仪巷巷旁内巷顶道板围离岩层变仪形测面岩层钻孔应力监测仪锚杆轴向力监测仪锚索应力仪围围巷顶岩岩道板荷荷围离载载岩层监监变仪测测形仪仪测巷巷面旁内岩层钻孔应力监测仪锚杆轴向力监测仪锚索应力仪围围巷顶岩锚岩岩道板层杆荷荷围离钻轴载载岩层孔向监监变仪应力测测形力监仪仪测监测巷巷面测仪仪旁内3号测站锚索应力仪1号测站2号测站

图5-2 沿空留巷量测测站布置和仪器分布图

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