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一種構(gòu)筑側(cè)向多列沿空留巷充填墻體的結(jié)構(gòu)及方法

文檔序號(hào):5376934閱讀:216來源:國(guó)知局
專利名稱:一種構(gòu)筑側(cè)向多列沿空留巷充填墻體的結(jié)構(gòu)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種構(gòu)筑側(cè)向多列沿空留巷充填墻體的結(jié)構(gòu)及方法,尤其適用于沿空留巷巷旁支護(hù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
沿空留巷是指在上區(qū)段工作面采過后,通過加強(qiáng)支護(hù)或采用其他有效的方法,將原工作面機(jī)巷保留下來,供下區(qū)段工作面開采時(shí)作為回風(fēng)巷之用,此時(shí)所保留的巷道一側(cè)為采空區(qū),另一側(cè)為煤體,其目的是使一條巷道可以得到兩次利用。根據(jù)對(duì)現(xiàn)有無煤柱連續(xù)開采系統(tǒng)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(jìn)率和巷道維修費(fèi)可降低30%左右。沿空留巷技術(shù)可以大大減少礦井掘進(jìn)量、緩解采掘接替緊張、縮短工作面搬家時(shí)間、防止發(fā)火及延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限,同時(shí)該技術(shù)為高瓦斯礦井的瓦斯治理提供了可能,對(duì)礦井的安全開采具有明顯的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益,是煤礦開采及回采巷道支護(hù)技術(shù)的一項(xiàng)重大改革。沿空留巷的關(guān)鍵是必須在采空側(cè)構(gòu)筑支護(hù)結(jié)構(gòu),目前我國(guó)煤礦應(yīng)用較多的巷旁支護(hù)形式有木垛、密集支柱、矸石帶、混凝土砌塊等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,采用現(xiàn)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?shù)淖灾剌d荷,同時(shí)承受上覆巖層回轉(zhuǎn)下沉的側(cè)向壓力,充填墻體若無法適應(yīng)上覆巖層的回轉(zhuǎn)下沉便會(huì)受到破壞。因此巷旁充填墻體在具有足夠支護(hù)阻力的同時(shí)應(yīng)能適應(yīng)上覆巖層的回轉(zhuǎn)下沉。目前針對(duì)沿空留巷圍巖活動(dòng)規(guī)律及傳統(tǒng)巷旁支護(hù)存在的同題,研究、開發(fā)了高水速凝材料及膏體材料巷旁支護(hù)新技術(shù),它們的優(yōu)點(diǎn)是支護(hù)阻力 大,適量可縮;硬石膏巷旁支護(hù)在德國(guó)有少量應(yīng)用,由于成本昂貴、輸送管道磨損嚴(yán)重、粉塵大,我國(guó)基本沒有應(yīng)用。高水速凝材料巷旁支護(hù)也因增阻速度慢,墻體難以承受動(dòng)壓影響加之成本較高工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等因素,使此項(xiàng)技術(shù)受到很大的制約。專利號(hào)為CN101949301A公開的“煤礦井下沿空留巷不等強(qiáng)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(jié)合在一起,形成不等強(qiáng)材料組成的巷旁支護(hù)物。矸石和充填墻體形成的不等強(qiáng)巷旁支護(hù)結(jié)構(gòu)相較于整體澆注充填墻體能夠更好的適應(yīng)巷道圍巖的運(yùn)動(dòng),獲得較好的支護(hù)效果。但是構(gòu)筑矸石帶的勞動(dòng)強(qiáng)度大,需要一定時(shí)間,采空區(qū)漏風(fēng)嚴(yán)重,密閉采空區(qū)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(shí)滑動(dòng)失穩(wěn)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處,提供一種結(jié)構(gòu)及方法簡(jiǎn)單、操作方便、支撐力強(qiáng)度高、省料、讓壓效果好的構(gòu)筑側(cè)向多列沿空留巷充填墻體的結(jié)構(gòu)及方法。技術(shù)方案:本發(fā)明的構(gòu)筑側(cè)向多列沿空留巷充填墻體的結(jié)構(gòu),包括間隔設(shè)置的留巷側(cè)墻體和采空區(qū)側(cè)墻體,留巷側(cè)墻體和采空區(qū)側(cè)墻體之間充填有高發(fā)泡聚脂類材料的中層墻體;留巷側(cè)墻體和采空區(qū)側(cè)墻體的間隔距離b為f 1.5m,留巷側(cè)墻體的寬度a不小于
1.5 2m,空區(qū)側(cè)墻體的寬度c不小于f 1.5m ;所述的留巷側(cè)墻體上預(yù)留有充填高發(fā)泡聚脂類材料的通道,留巷側(cè)墻體下部設(shè)有多根錨入底板的下加強(qiáng)筋,留巷側(cè)墻體上部設(shè)有錨入頂板的上加強(qiáng)筋。本發(fā)明的構(gòu)筑側(cè)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(shí)支柱的保護(hù)下,垂直巷道軸向間隔廣1.5m布置兩個(gè)充填模板,在沿空留巷側(cè)充填模板上預(yù)留直徑為50(T600mm的通道,在留巷側(cè)墻體側(cè)充填模板內(nèi)布置錨入頂板f 1.2m的上加強(qiáng)筋和錨入底板f 1.2m的下加強(qiáng)筋,所述的沿空留巷側(cè)充填模板寬度為1.5 2m,采空區(qū)側(cè)充填模板寬度為廣1.5m ;所述的下加強(qiáng)筋的間排距均為0.flm,上、下加強(qiáng)筋采用螺紋鋼或圓鋼;b、將攪拌均勻的充填料同時(shí)泵入兩個(gè)充填模板內(nèi),直至接頂,待充填物料凝固后拆除充填模板,完成留巷側(cè)墻體和采空區(qū)側(cè)墻體的構(gòu)筑;C、在留巷側(cè)墻體和采空區(qū)側(cè)墻體的前方支設(shè)臨時(shí)模板,以封閉兩側(cè)墻體間隔空間,從留巷側(cè)墻體上的通道向留巷側(cè)墻體和采空區(qū)側(cè)墻體間隔的空間內(nèi)注入高發(fā)泡聚脂類材料,待凝固后,拆除臨時(shí)1吳板后形成中層墻體;d、隨著采煤工作面不斷推進(jìn),重復(fù)上述步驟,直至完成整個(gè)工作面內(nèi)的沿空留巷充填墻體。對(duì)于條件較好的薄、中厚煤層且無瓦斯逸出危險(xiǎn)的礦井,只需完成留巷側(cè)墻體和采空區(qū)側(cè)墻體的構(gòu)筑,不需要充填中層墻體,留巷側(cè)墻體上也無需預(yù)留通道。有益效果:本發(fā)明在已有技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上把墻體分成三列,左右兩列用混凝土充填,留巷側(cè)墻體具有足夠強(qiáng)度為主要支撐墻體,承受老頂來壓載荷,中間注入高發(fā)泡聚脂材料,以完全封閉采空區(qū)。相較于整體澆筑充填墻體,三列墻體不等強(qiáng)的支護(hù),既可以提供足夠的支撐力,采空區(qū)側(cè)墻體適應(yīng)上覆巖層的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),允許其破斷,可以起到讓的作用。三列墻體緊密接觸,既可以支撐直接頂老頂下沉的載荷,又能適應(yīng)上覆巖層的彎曲下沉,避免對(duì)充填墻體的沖擊破壞。又可以適應(yīng)上覆巖層的回轉(zhuǎn)下沉,吸收沖擊能量,避免上覆巖層回轉(zhuǎn)下沉破壞充填墻體。對(duì)于條件較好的薄及中厚煤層且無瓦斯逸出危險(xiǎn)的礦井,保留左右兩列墻體之間的空間,墻體強(qiáng)度不受影響,可節(jié)省大量充填材料,同時(shí)兩列墻體之間的空間起到了讓壓作用,提供底鼓補(bǔ)償空間,從而減緩了留巷內(nèi)的底鼓,對(duì)底鼓治理具有重要的意義。


圖1為本發(fā)明的平面布置結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為圖1的A-A剖視圖。圖中:1 一未采動(dòng)巷道;2 —沿空留巷;3 —留巷側(cè)墻體;4 一中層墻體;5 —采空區(qū)偵1J墻體;6 —米空區(qū);7 —米煤工作面;8 —頂板;9 —上加強(qiáng)筋;10 —下加強(qiáng)筋;11 —通道。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述:
本發(fā)明的構(gòu)筑側(cè)向多列沿空留巷充填墻體的結(jié)構(gòu),主要由留巷側(cè)墻體3、高發(fā)泡聚脂類材料的中層墻體4和采空區(qū)側(cè)墻體5構(gòu)成,留巷側(cè)墻體3和采空區(qū)側(cè)墻體5間隔設(shè)置,留巷側(cè)墻體3和采空區(qū)側(cè)墻體5之間充填高發(fā)泡聚脂類材料形成中層墻體4 ;留巷側(cè)墻體3和采空區(qū)側(cè)墻體5的間隔距離b為f 1.5m,留巷側(cè)墻體3的寬度a不小于1.5^2m,空區(qū)側(cè)墻體5的寬度c不小于f 1.5m ;所述的留巷側(cè)墻體3上預(yù)留有充填高發(fā)泡聚脂類材料的通道11,留巷側(cè)墻體3下部設(shè)有多根錨入底板的下加強(qiáng)筋10,留巷側(cè)墻體3上部設(shè)有錨入頂板的上加強(qiáng)筋9。所述的高發(fā)泡聚脂類材料為聚丙烯纖維材料。本發(fā)明的構(gòu)筑側(cè)向多列沿空留巷充填墻體的方法,首先在采煤工作面前方的未采動(dòng)巷道I內(nèi)布置混凝土充填泵,準(zhǔn)備充填所需混凝土材料和高發(fā)泡聚脂類材料,具體步驟如下:a、采煤工作面完成后,清理沿空留巷2底板的浮煤及虛矸,在采煤工作面7后方臨時(shí)支柱的保護(hù)下,垂直巷道軸向間隔廣1.5m布置兩個(gè)充填模板,在兩個(gè)充填模型內(nèi)鋪上塑料膜或膠織袋,避免充填料泄漏;在沿空留巷2側(cè)充填模板上預(yù)留直徑為50(T600mm的通道11,根據(jù)充填區(qū)域的寬度,在兩個(gè)充填模板內(nèi),以墻體布筋密度要求為原則,在留巷側(cè)墻體3側(cè)充填模板內(nèi)布置錨入頂板廣1.2m的上加強(qiáng)筋9和錨入底板f 1.2m的下加強(qiáng)筋10,所述的沿空留巷2側(cè)充填模板寬度為1.5 2m,采空區(qū)6側(cè)充填模板寬度為f 1.5m ;所述的下加強(qiáng)筋10的間排距均為0.8 1!11,上、下加強(qiáng)筋9、10采用螺紋鋼或圓鋼;b、檢查混凝土充填泵工作狀況是否正常,待管路暢通后,把預(yù)先準(zhǔn)備好的混凝土材料,攪拌均勻后同時(shí)泵入兩留巷充填模板內(nèi),直至接頂,在輸送過程中,進(jìn)料要均勻、連續(xù),同時(shí)要掌`握好設(shè)備的工作壓力,防止管路阻塞,材料要充滿充填模板并和頂板8接觸充分;充填工作完成后,要及時(shí)放清洗球用清水清洗管道及泵,原則上清洗管道污水排入采空區(qū),不能對(duì)工作面、下順槽及留設(shè)的巷道產(chǎn)生影響;待充填物料凝固后拆除充填模板,完成留巷側(cè)墻體3和采空區(qū)側(cè)墻體5的構(gòu)筑;C、拆除充填模板后,在留巷側(cè)墻體3和采空區(qū)側(cè)墻體5的前方支設(shè)臨時(shí)模板,以封閉兩側(cè)墻體間隔空間,從留巷側(cè)墻體3上的通道11向留巷側(cè)墻體3和采空區(qū)側(cè)墻體5間隔的空間內(nèi)注入高發(fā)泡聚脂類材料,待凝固后,拆除臨時(shí)模板后形成中層墻體4 ;d、隨著采煤工作面不斷推進(jìn),重復(fù)上述步驟,直至完成整個(gè)工作面內(nèi)的沿空留巷充填墻體。對(duì)于條件較好的薄、中厚煤層且無瓦斯逸出危險(xiǎn)的礦井,只需完成留巷側(cè)墻體3和采空區(qū)側(cè)墻體5的構(gòu)筑,不需要充填中層墻體4,留巷側(cè)墻體3上也無需預(yù)留通道11。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)筑側(cè)向多列沿空留巷充填墻體的結(jié)構(gòu),其特征在于:它包括間隔設(shè)置的留巷側(cè)墻體(3)和采空區(qū)側(cè)墻體(5),留巷側(cè)墻體(3)和采空區(qū)側(cè)墻體(5)之間充填有高發(fā)泡聚脂類材料的中層墻體⑷;留巷側(cè)墻體⑶和采空區(qū)側(cè)墻體(5)的間隔距離b為f 1.5m,留巷側(cè)墻體(3)的寬度a不小于1.5^2m,空區(qū)側(cè)墻體(5)的寬度c不小于f 1.5m ;所述的留巷側(cè)墻體(3)上預(yù)留有充填高發(fā)泡聚脂類材料的通道(11),留巷側(cè)墻體(3)下部設(shè)有多根錨入底板的下加強(qiáng)筋(10),留巷側(cè)墻體(3)上部設(shè)有錨入頂板的上加強(qiáng)筋(9)。
2.一種如權(quán)利要求1所述結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑側(cè)向多列沿空留巷充填墻體的方法,其特征在于,包括如下步驟: a、采煤工作面完成后,清理沿空留巷(2)底板的浮煤及虛矸,在采煤工作面(7)后方臨時(shí)支柱的保護(hù)下,垂直巷道軸向間隔f 1.5m布置兩個(gè)充填模板,在沿空留巷(2)側(cè)充填模板上預(yù)留直徑為50(T600mm的通道(11),在留巷側(cè)墻體(3)側(cè)充填模板內(nèi)布置錨入頂板Γ1.2m的上加強(qiáng)筋(9)和錨入底板f 1.2m的下加強(qiáng)筋(10),所述的沿空留巷(2)側(cè)充填模板寬度為1.5 2m,采空區(qū)(6)側(cè)充填模板寬度為f 1.5m ;所述的下加強(qiáng)筋(10)的間排距均為0.flm,上、下加強(qiáng)筋(9、10)采用螺紋鋼或圓鋼; b、將攪拌均勻的充填料同時(shí)泵入兩個(gè)充填模板內(nèi),直至接頂,待充填物料凝固后拆除充填模板,完成留巷側(cè)墻體(3)和采空區(qū)側(cè)墻體(5)的構(gòu)筑; C、在留巷側(cè)墻體(3)和采空區(qū)側(cè)墻體(5)的前方支設(shè)臨時(shí)模板,以封閉兩側(cè)墻體間隔空間,從留巷側(cè)墻體⑶上的通道(11)向留巷側(cè)墻體⑶和采空區(qū)側(cè)墻體(5)間隔的空間內(nèi)注入高發(fā)泡聚脂類材料,待凝固后,拆除臨時(shí)模板后形成中層墻體(4); d、隨著采煤工作面不斷推進(jìn) ,重復(fù)上述步驟,直至完成整個(gè)工作面內(nèi)的沿空留巷充填墻體。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的構(gòu)筑側(cè)向多列沿空留巷充填墻體的結(jié)構(gòu)及方法,其特征在于:對(duì)于條件較好的薄、中厚煤層且無瓦斯逸出危險(xiǎn)的礦井,只需完成留巷側(cè)墻體(3)和采空區(qū)側(cè)墻體(5)的構(gòu)筑,不需要充填中層墻體(4),留巷側(cè)墻體(3)上也無需預(yù)留通道(11)。
全文摘要
一種構(gòu)筑側(cè)向多列沿空留巷充填墻體的結(jié)構(gòu)及方法,結(jié)構(gòu)包括間隔設(shè)置的留巷側(cè)墻體和采空區(qū)側(cè)墻體,留巷側(cè)墻體和采空區(qū)側(cè)墻體之間充填有高發(fā)泡聚脂類材料的中層墻體;把沿空留巷充填墻體分為側(cè)向三列或多列,留巷側(cè)墻體內(nèi)置加強(qiáng)筋,為主要承載墻體,用以支撐頂板。采空區(qū)側(cè)墻體用以適應(yīng)上覆巖層回轉(zhuǎn)下沉,允許其破斷起到“讓”的作用。中層墻體由高發(fā)泡聚脂類材料構(gòu)成,以密封采空區(qū),使三列墻體形成統(tǒng)一的墻體。三列充填墻體相較于整體澆注充填墻體能更好的適應(yīng)圍巖運(yùn)動(dòng)規(guī)律,具有更好的支護(hù)效果。此外對(duì)于條件較好無瓦斯逸出危險(xiǎn)的礦井,省去注入高發(fā)泡聚脂類材料的步驟,兩列墻體之間保留的空間可提供底鼓補(bǔ)償空間,減緩留巷內(nèi)的底鼓。
文檔編號(hào)E21F15/00GK103089298SQ20131002567
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
發(fā)明者鄭西貴, 張農(nóng), 花錦波, 馮曉巍, 劉娜, 洪昊, 張?zhí)斐? 薛飛 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
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