孤岛工作面过空巷采用充填技术实现安全回采研究和实践.docVIP

孤岛工作面过空巷采用充填技术实现安全回采研究和实践 　　摘要：针对孤岛工作面内空巷压力大，巷道冒顶严重，在孤岛工作面过空巷期间提前采取用新型充填材料进行充填加固施工，确保了工作面过空巷的安全、快捷。 　　关键词：孤岛工作面 空巷 超高水材料 充填开采 安全回采 　　本矿是一大型现代化矿井，年产量为750万t，采煤历时48年，现该矿资源储量日渐枯竭，综采工作面布置均以边角面、孤岛面为主，地质条件相对以往变得更加恶劣，特别是该矿2011年回采的5216工作面，是我矿第一个孤岛工作面。 　　5216工作面位于52采区，该面受地质条件影响，分三段回采，一次切眼长230.5m，二次切眼长187m,三次切眼长147m,最终停采线在工作面推进至1310m处。该面巷道成巷时间长，且周边均为已采工作面，为一孤岛工作面，尤其工作面运巷围岩稳定性严重受到破坏，离层现象严重，回采前运巷变形已相当严重，不能满足生产需要，经过二次扩巷、局部挑顶处理，方可满足回采要求。但是工作面在回采过程中，又再次受回采动压叠加的影响，运巷巷道变形再次严重，曾一度影响正常生产。最后经现场调研决定对运巷采取超前统一进行顶板、外帮补打锚索，里帮补打锚杆及配合顶帮注射马丽散的方法整体加固运巷并对运巷超前维护长度加长、加密，才有效缓解了运巷巷道变形严重现象，使生产趋于正常。 　　1 工作面内布置的探巷概述 　　5216工作面回采至656m处时，将在工作面距运巷21m处揭露52北探巷，该探巷贯穿整个工作面，分别从风、运巷距原切眼820m、704m向工作面延伸，并在662m处交汇，全长约302m，断面为3.5×3.2（m2）支护形式为：锚网支护，该巷由于受断层F246、F167及搁置时间相对过长共同影响，巷道内有两处出现顶板冒顶现象，工作面回采至此段将无法正常安全回采，为保证工作面安全顺利通过该空巷，根据现场情况确定在巷道冒顶严重区域使用超高水材料进行充填，其余巷道采取补打锚索配合打设木垛联合加固措施。（附：52北探巷巷道充填加固示意图）。 　　52北探巷巷道充填加固示意图 　　2 探巷使用超高水材料充填巷道冒顶区域施工 　　2.1 超高水材料是一新型充填材料。它是中国矿大新发明的一种采空区充填材料，水体积和水灰比分别可达97%和11:1，该材料具有早强快硬、两主料单浆（A或B浆液）流动性好、初凝时间可调等特点，可用于中远距离充填，且生成的固结体不收缩，体应变小，在三向受力状态下有良好的不可压缩性。在井下密闭、潮湿、低温的采空区中，超高水材料是一种非常好的充填材料。 　　超高水材料充填能对上覆围岩起到很好的支撑效果，并且流动性及渗透性好，能与周边煤体、岩石等有效粘结在一起，可以在一定程度上控制受回采动压影响的围岩下沉速度。 　　2.2 超高水材料充填施工 　　2.2.1 充填前的准备工作：①在风巷侧冒顶区域采用2米长大板和1.5米长道木交替打设1木垛进行加固。②在所打设木垛外巷道完整区域约3m处垂直巷道砌一道长×宽×高=4×0.85×2.7米加气混凝土砌块墙封口。③在运巷侧冒顶区域采用2米长大板和1.5米长道木交替打设1木垛进行加固。④在52探巷与运巷交叉口往里约2m处垂直巷道砌一道长×宽×高=4×0.85×2.7米加气混凝土砌块墙封口。⑤分别从5216运巷侧及靠风巷侧北探巷内所砌的加气混凝土砌块墙留口进行注超高水材料。 　　2.2.2 超高水材料充填施工顺序：①52探巷运巷侧施工顺序：清理巷道口杂物——铁柱大板棚处打设木垛、回两帮铁柱——冒顶处打设木垛加固——砌加气混凝土砌块墙——运巷口注浆。②52探巷内风巷侧施工顺序：打锚索加固——冒顶处打设木垛加固——砌加气混凝土砌块墙——风巷口注浆。③注超高水材料：预留注浆管——注浆 　　2.2.3 施工工艺：砌加气混凝土砌块墙——注超高水材料。 　　①砌加气混凝土砌块墙 　　a拉基础：首先在完好支护下拉基础，用洋镐、风镐等支挖出两帮及底板基础，底板基础要做到实底，两帮及底板基础深度不小于250mm。b砌墙：拉好基础后，开始砌墙时，采用加气混凝土块砌墙。用砂浆铺50mm基础砌墙。 　　②砌墙时要层层拉线绳 　　注超高水材料施工：预留注浆管——注浆 　　a预留注浆管：砌加气混凝土砌块墙时，安排工人在巷道顶板吊挂注超高水材料施工所用的塑料管。 　　在巷道顶板吊挂注浆管，1#注浆管头采用铅丝由运巷侧开始吊挂至52探巷内距风巷侧所砌加气混凝土砌块墙1米处；2#注浆管头采用铅丝由运巷侧开始吊挂至拐弯处；3#注浆管头采用铅丝由运巷侧开始吊挂至距冒顶区1米处；每根注浆管吊挂两根、间距500mm，当一根注浆管堵住时，另一根能够备用。注浆时从1#注浆管向3#注浆管逐步进行注浆。从冒顶区域下方通过注浆管时，严禁人员进入冒顶区下方，必须在冒顶区两侧站人将注浆管