巷幫充填留巷的施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種施工方法，尤其是涉及一種巷幫充填留巷的施工方法，屬于采煤施工工藝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在大傾角煤層的開(kāi)采過(guò)程中，沿著煤層傾斜方向，按一定標(biāo)高把煤層劃分為多個(gè)水平；在水平范圍內(nèi)，沿煤層走向劃分為若干個(gè)采區(qū)；在采區(qū)沿傾斜方向?qū)⒚簩觿澐譃槎鄠€(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段形成2個(gè)開(kāi)采工作面即兩翼，為保證對(duì)每個(gè)工作面的煤層進(jìn)行安全有效開(kāi)采，且滿足通風(fēng)、行人、運(yùn)料、運(yùn)煤、排水需要，工作面必須布置兩巷即回風(fēng)巷和運(yùn)輸巷以及開(kāi)切眼。根據(jù)巷道的位置和功能，將工作面主要用于回風(fēng)、運(yùn)料的巷道統(tǒng)稱為回風(fēng)巷即上順槽，將進(jìn)鳳和運(yùn)出煤炭的巷道統(tǒng)稱為運(yùn)輸巷即下順槽。但是，在同一煤層上下區(qū)段兩個(gè)工作面開(kāi)采，必須布置以上所述的四條巷道，即每個(gè)工作面需要布置上下各一條共計(jì)兩條巷道方可開(kāi)采，并保留合理的區(qū)段保護(hù)煤柱，這樣，即浪費(fèi)煤炭資源、又增加巷道掘進(jìn)工程量。于是如何將上一個(gè)工作面回采后的運(yùn)輸巷通過(guò)留巷技術(shù)保留下來(lái)，做為下一個(gè)工作面的回風(fēng)巷就成為了煤礦開(kāi)采中的一個(gè)技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種能將上一個(gè)工作面的運(yùn)輸巷采用快速、簡(jiǎn)單、施工成本低廉的改造并保留成為下一個(gè)工作面的回風(fēng)巷的巷幫充填留巷的施工方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種巷幫充填留巷的施工方法，包括以下步驟，
[0005]a充填材料制作，利用礦井排出的廢棄矸石，破碎后再加入水泥、粉煤灰制作成規(guī)則的混凝土塊料作為充填材料備用；
[0006]b地基處理，根據(jù)采煤進(jìn)度和開(kāi)采步距，在工作面下出口滯后l-2m的巷道底板進(jìn)行清理至硬底板，并在清理完成的底板上預(yù)鋪水泥砂漿完成地基的處理工作；
[0007]c充填體構(gòu)筑，根據(jù)采煤進(jìn)度和開(kāi)采步距，在步驟b處理完成的地基上，采用步驟a制作的充填材料，沿工作面走向砌筑厚度不低于50 cm的充填體，并在所述充填體與巷道頂板之間預(yù)留承壓頂隙；
[0008]d承壓頂隙處理，在步驟c預(yù)留的承壓頂隙內(nèi)充填彈性緩沖材料，封閉所述的承壓頂隙后便完成了一個(gè)步距的所述巷幫的充填留巷工作，然后根據(jù)開(kāi)采步距重復(fù)上述a?d的步驟，直到完成整條巷幫充填的留巷工作。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)采用本申請(qǐng)所述的上述方法，即利用礦井廢棄矸石作為主要原料，并在其中添加水泥、粉煤灰制作成混凝土塊料，然后根據(jù)采煤進(jìn)度和開(kāi)采步距，將所述的混凝土塊料沿工作面走向逐漸延伸的砌筑成厚度不低于50 cm的充填體，用以阻擋采空區(qū)冒落矸石，從而保證了采空區(qū)冒落的矸石不會(huì)滾落到當(dāng)期工作面下側(cè)的運(yùn)輸巷內(nèi)封閉該巷道，進(jìn)而將上工作面的運(yùn)輸巷，成功的保留成為下一個(gè)工作面的回風(fēng)巷；而為了保證頂板在緩慢下沉或垮落時(shí)，不至于因擠壓造成所述的充填體倒塌或垮塌，在沿工作面走向砌筑所述的充填體時(shí)，在所述充填體的頂部預(yù)留承壓頂隙，并用彈性緩沖材料封密閉該承壓頂隙，從而保證留巷巷道的可靠、堅(jiān)固和耐用。由于所述的保留和改造運(yùn)輸巷為回風(fēng)巷的方法使用的材料為礦井廢棄矸石和采煤廢料，改造的主要工作為用所述的混凝土塊料砌筑起擋墻作用的充填體，從而使本申請(qǐng)所述的施工方法不僅快速、簡(jiǎn)單，而且施工成本也十分底廉，可以根據(jù)工作面開(kāi)采進(jìn)度實(shí)時(shí)跟進(jìn)，該發(fā)明適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛。
[0010]進(jìn)一步的是，步驟a中制作的所述混凝土塊料為采用礦井排出的廢棄矸石，經(jīng)破碎后摻入水泥、粉煤灰澆筑而成的矸石混凝土塊料，其中矸石:水泥:粉煤灰的比例為3:1:1，澆筑養(yǎng)護(hù)完成后的所述矸石混凝土塊料的強(qiáng)度不低于15Mpa。
[0011]上述方案的優(yōu)選方式是，步驟c中，采用步驟a制作的充填材料構(gòu)筑的充填體為小寬高比充填墻體，所述的小寬高比充填墻體的支護(hù)寬度按下式計(jì)算，
[0012]al = KF/p，
[0013]式中al為巷旁支護(hù)平均寬度，m ；
[0014]F為沿空留巷所需的巷旁支護(hù)強(qiáng)度，MN/m ；
[0015]P為巷旁支護(hù)體成型后Id的抗壓強(qiáng)度，MPa ；
[0016]K為安全系數(shù)，一般K = 1.1?1.2。
[0017]上述方案的優(yōu)選方式是，沿巷道走向，每間隔1m設(shè)置有一個(gè)穩(wěn)定墻垛，所述穩(wěn)定墻垛的寬度為其它部位墻體寬度的2倍。
[0018]進(jìn)一步的是，步驟c中預(yù)留的承壓頂隙的高度為0.2?0.3m，采用的彈性緩沖材料為軟木方。
[0019]進(jìn)一步的是，步驟b中，在對(duì)清理完成的底板進(jìn)行進(jìn)一步處理時(shí)，通過(guò)預(yù)鋪水泥砂漿構(gòu)筑寬度為0.7m的基礎(chǔ)平臺(tái)完成地基的處理。
[0020]進(jìn)一步的是，步驟b中，在進(jìn)行地基處理前，根據(jù)采煤進(jìn)度和開(kāi)采步距，在端頭支架前移后，立即對(duì)裸露頂板進(jìn)行有效支護(hù)。
[0021]進(jìn)一步的是，在端頭支架前移后對(duì)裸露頂板和留巷墻體進(jìn)行有效支護(hù)時(shí)，支護(hù)范圍為工作面運(yùn)輸巷尾巷40m，對(duì)巷道加強(qiáng)支護(hù)，支護(hù)長(zhǎng)度多40m，以保證支護(hù)強(qiáng)度；所述的下端頭臨時(shí)加強(qiáng)支護(hù)采用單體液壓支柱加鉸接頂梁支護(hù)，支護(hù)要求為單體液壓支柱打設(shè)排距Im,柱距0.7m，并沿工作面走向布置。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明巷幫充填留巷的施工方法改造的回風(fēng)巷在工作面內(nèi)的位置示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的施工方法涉及到的充填體的橫向剖視圖；
[0024]圖3為本發(fā)明的施工方法涉及到的充填體主體部分的俯視圖。
[0025]圖中標(biāo)記為:采空區(qū)1、充填體3、巷道頂板4、承壓頂隙5、彈性緩沖材料6、穩(wěn)定墻垛7、基礎(chǔ)平臺(tái)8、端頭支架9、單體液壓支柱10。
【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1、圖2以及圖3所示是本發(fā)明提供的一種能將上一個(gè)工作面運(yùn)輸巷采用快速、簡(jiǎn)單、施工成本低廉的改造并保留成為下一個(gè)工作面的回風(fēng)巷的巷幫充填留巷的施工方法。所述施工方法包括以下步驟，
[0027]a充填材料制作，利用礦井排出的廢棄矸石，破碎后再加入水泥、粉煤灰制作成規(guī)則的混凝土塊料作為充填材料備用；
[0028]b地基處理，根據(jù)采煤進(jìn)度和開(kāi)采步距，在工作面下出口滯后l-2m的巷道底板進(jìn)行清理至硬底板，并在清理完成的底板上預(yù)鋪水泥砂漿完成地基的處理工作；
[0029]c充填體構(gòu)筑，根據(jù)采煤進(jìn)度和開(kāi)采步距，在步驟b處理完成的地基上，采用步驟a制作的充填材料，沿工作面走向砌筑厚度不低于50 cm的充填體3，并在所述充填體3與巷道頂板4之間預(yù)留承壓頂隙5;
[0030]d承壓頂隙處理，在步驟c預(yù)留的承壓頂隙5內(nèi)充填彈性緩沖材料6，封閉所述的承壓頂隙5后便完成了一個(gè)步距的所述巷幫的充填留巷工作，然后根據(jù)開(kāi)采步距重復(fù)上述a?d的步驟，直到完成整條巷幫充填的留巷工作。通過(guò)采用本申請(qǐng)所述的上述方法，即利用礦井廢棄矸石作為主要原料，并在其中添加水泥、粉煤灰制作成混凝土塊料，然后根據(jù)采煤進(jìn)度和開(kāi)采步距，將所述的混凝土塊料沿工作面走向逐漸延伸的砌筑成厚度不低于50cm的充填體3，用以阻擋采空區(qū)I冒落矸石，從而保證了采空區(qū)I冒落的矸石不會(huì)滾落到當(dāng)期工作面下側(cè)的運(yùn)輸巷內(nèi)封閉該巷道，進(jìn)而將上工作面的運(yùn)輸巷，成功的保留成為下一個(gè)工作面的回風(fēng)巷；而為了保證頂板在緩慢下沉或垮落時(shí)，不至于因擠壓造成所述的充填體倒塌或垮塌，在沿工作面走向砌筑所述的充填體3時(shí)，在所述充填體的頂部預(yù)留承壓頂隙5，并用彈性緩沖材料6封密閉該承壓頂隙5，從而保證留巷巷道的可靠、堅(jiān)固和耐用。由于所述的保留和改造運(yùn)輸巷為回風(fēng)巷的方法使用的材料為礦井廢棄矸石和采煤廢料，改造的主要工作為用所述的混凝土塊料砌筑起擋墻作用的充填體3，從而使本申請(qǐng)所述的施工方法不僅快速、簡(jiǎn)單，而且施工成本也十分底廉，可以根據(jù)工作面開(kāi)采進(jìn)度實(shí)時(shí)跟進(jìn)，該發(fā)明適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛。
[0031]為了保證作為充填材料的混凝土塊料的強(qiáng)度，同時(shí)又最大限度的降低生產(chǎn)成本，提高資源回收率，符合以低能耗、低排放、低污染為基