发耳煤矿是由兖矿集团投资建设的一座现代化、特大型矿井。贵州发耳煤业公司于2004年12月5日成立, 总投资资金10.86亿元。矿井设计生产能力300万t/a, 其中:一期为180万t/a, 二期为120万t/a。2003年3月场地平整破土动工, 2005年1月1日矿建工程开工建设, 2008年12月28日通过贵州省煤管局联合试生产验收。为打造集约型、效益型矿井, 发耳煤矿引进沿空留巷技术, 在35305综采工作面成功应用 (该工作面运顺为沿空留巷巷道) 。
(1) 沿空留巷施工所用的砌块、水泥、砂、施工工具、支护材料 (单体、工字钢、木料等) 提前准备到位。
(2) 完善轨道及安全防护设施, 安装绞车, 保证运输路线畅通。
混凝土砌块矩形直墙。
墙体位于巷道运输顺槽采空区侧, 巷道宽度4.7m, 墙宽1.3m (不包括砌缝)
沿空留巷保留巷道宽度3.4m。墙高砌筑到顶板, 平均2.2m。
墙体位置如图1所示。
墙体结构如图2所示。
砌墙施工砌块排列图如图3、4、5、6所示。
宽度 (mm) ×长度 (mm) ×厚度 (mm) , 采用以下规格砌块, 各7皮。 (1) 650×150×200mm如图7所示, (966m/0.2m×2×7皮=67620块) 图7第1、3、5、7、9、11、13皮混凝土砌块。 (2) 430×150×200mm如图8所示, (966m/0.2m×3×7皮=101430块) 图8第2、4、6、8、10、12、14皮混凝土砌块。砌块采用C30钢筋混凝土预制, 普通C30混凝土的表观密度为2450Kg/m3, 则最大尺寸砌块重量为47.78kg。
C30。
水:水泥:粉煤灰:砂:石子=204kg:434 kg:44kg:604 kg:1140 kg, 其中:水泥为海螺P.O42.5普通硅酸盐水泥, 砂为中砂, 石子粒径5~25mm。 (1) 水泥:海螺P.O42.5普通硅酸盐水泥;当使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂超过3个月时, 应进行复验, 并依据复验结果使用。 (2) 细骨料:地产人工砂, 连续级配, 平均粒径大于0.5mm, 含泥量不大于1%。堆积密度为1540kg/m3, 表观密度为2730kg/m3。 (3) 粗骨料:地产碎石, 连续级配, 粒径5-20mm。堆积密度1560kg/m3, 表观密度2750 kg/m3。混凝土所用的粗、细骨料的质量应符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》 (JGJ 53) 、《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》 (JGJ 52) 的规定。 (4) 掺合料:粉煤灰采用自产粉煤灰, 参量为基准配合比水泥重量的10%。掺用矿物掺和料的质量应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》 (GB1596) 等的规定。 (5) 水:水质应符合国家标准《混凝土拌和用水标准》 (JGJ 63) 的规定。
(1) 混凝土配制:按要求的强度制配混凝土, 计量精度为水泥±1%, 砂、水±3%以内, 应采用机械搅拌, 搅拌时间不少于3.0min。 (2) 混凝土砌块制作:采用钢板定制模具, 内配上下两层Φ6@140双向钢筋网片, 混凝土振动台振实以确保混凝土砌块的质量。 (3) 混凝土砌块养护:混凝土砌块脱模后用草帘覆盖洒水养护至少14天。 (4) 混凝土砌块搬运堆放砌筑:混凝土砌块搬运、堆放、砌筑必须28天后, 混凝土砌块达100%设计强度才可以搬运、堆放、砌筑。
M20水泥砂浆。
水:水泥:砂=350kg:460kg:1590kg。其中:水泥为海螺P.O42.5普通硅酸盐水泥, 砂为人工砂。
基底抄平→墙体放线→制备砂浆→立皮数杆、挂线→砌块排列→铺砂浆→砌块就位→校正→竖缝灌砂浆→勾缝。
砌体施工前, 应将地基面层按标高找平, 依据砌筑图放出第一皮砌块的轴线、砌体边线。
按砌块排列图在墙体线范围内分块定尺、划线。排列砌块的方法和要求如下: (1) 砌块砌体在砌筑前, 应根据工程设计施工图, 结合砌块的品种、规格、绘制砌体砌块的排列图, 经审核无误, 按图排列砌块。 (2) 砌块排列应从地基面排列, 排列时尽可能采用主规格的砌块。 (3) 砌块排列上、下皮应错缝搭砌, 搭砌长度不得小于砌块高的1/3, 也不应小于100mm。 (4) 砌体水平灰缝厚度一般为15mm, 垂直灰缝宽度为20mm。大于30mm的垂直缝, 应用C30的细石混凝土灌实。
按要求的强度制配砂浆, 计量精度为水泥±1%, 砂、水±3%以内, 应采用人工搅拌, 搅拌时间不少于1.5min。
将搅拌好的砂浆, 通过灰车运至砌筑地点, 在砌块就位前, 用大铲、灰勺进行分块铺灰, 铺灰长度不得超过2500mm。
皮数杆可以控制每皮砌块的竖向尺寸, 保证铺灰厚度均匀, 通过挂线保证砌块水平。立皮数杆前先在皮数杆上划出每皮砌块和灰缝的厚度, 立皮数杆时应确保垂直度, 挂线应拉紧。
砌块砌筑前一天应进行浇水湿润, 冲去浮尘, 清除砌块表面的杂物后方可搬运就位。砌筑就位应先远后近、先下后上、先外后内;每层开始时, 应从定位砌块处开始;应吊砌一皮、校正一皮, 皮皮拉线控制砌体标高和墙面平整度。砌块安装时, 砌块底面要水平下落, 对准位置, 缓慢地下放, 经小撬棒微撬, 用托线板挂直、核正为止。
每砌一皮砌块, 就位校正后, 用砂浆灌垂直缝, 随后进行灰缝的原浆勾缝, 深度一般为3~5mm。
为了保证混凝土砌块墙体的整体性, 从第2皮砌块开始, 每隔2皮砌块放一道Φ6@150双向钢筋网片, 共计4道 (高400、800、1200、1600各一道) 。
为了避免基底不均匀沉降造成墙体破坏, 建议每隔50m设沉降缝一道。
35305综采工作面由于运顺为沿空留巷, 因此采用“Y”型通风方式通风, 即采用运输顺槽和回风顺槽进风, 35305回风巷回风, 采用上行通风方式。
如图9所示。
(1) 地面→一号 (主) 副斜井→+980m水平轨道石门→+980m水平轨道大巷→35305运联巷→35305运输顺槽→35305综采工作面。 (2) 地面→一号 (主) 副斜井→+980m水平轨道石门→+980m水平轨道大巷→一中车场→35305回风顺槽→35305综采工作面。
35305综采工作面→35305运输顺槽 (沿空留巷段) →35305回风巷→三采区回风上山→三采区回风石门→三采区回风平硐→地面。
6.2.1 在沿空留巷以里距工作面上出口10-15m安装瓦斯传感器T1, T1的报警点:T1≥0.8%;断电点:T1≥1.2%;复电点:T1<0.8%。
6.2.2 沿空留巷施工要加强瓦斯及风量检查, 严禁瓦斯超限作业。一旦施工地点瓦斯浓度达到0.8%及以上时, 施工人员必须立即停止作业, 并及时向调度室及通防科汇报, 通防科必须及时组织人员采取措施处理, 待瓦斯浓度降至0.8%以下时方可恢复作业。
随工作面向前推进, 采空区中可能留存有大量瓦斯, 为了保证安全, 留存瓦斯应尽可能抽放。为此, 在巷旁支护墙体上方应预留瓦斯抽放孔, 以便工作面采过后及时对采空区瓦斯进行抽放。瓦斯抽放孔留设的方法是在砌墙时预埋直径150mm瓦斯抽放管, 抽放管间距为50m。
由于工作面为倾斜长壁俯采, 所以留巷中积水较少, 水流由水沟排出。
沿空留巷支护包括以下几部分:巷内补强支护、巷旁加强支护、临时支护。
由于巷道掘进时已在留巷顶板中部打了两排锚索, 因此, 原则上留巷中不再加打锚索, 如遇断层或顶板破碎时可根据情况再加打锚索。锚索规格为15.5 5000 (mm) 或18 6000 (mm) , 加强密度需根据具体情况确定。
由于留巷后巷道压力增加, 为了增加煤帮的稳定性并防止片帮, 在实体煤侧的巷帮加挂塑料或金属网并加打至少两排锚杆。实体侧锚杆在巷道掘进时已全部加打完毕, 因此, 留巷时不再补打锚杆, 但如遇断层或破碎地段, 支护效果变差则需根据情况加强支护。
为了更好地保护巷旁支护墙体, 若顶板破碎严重, 不能保持墙体上方顶板的稳定和完整, 必须在巷旁支护墙体上方顶板中加打锚杆或锚索加强支护。
根据35305工作面顶板性质及矿压显现特征, 工作面出口端头支架后砌墙施工处前后采用“一字梁”配单体支护方式进行加强支护。
(1) 该技术的成功应用, 减少了巷道掘进量, 缓解了接续紧张的局面, 节约了大量井巷工程费。
(2) 避免煤体损失, 最大限度回收资源, 延长矿井寿命, 实现经济效益最大化。
摘要：沿空留巷 (gob-side entryretaining) :即采用一定的方法、措施将上一采煤工作面的顺槽在采动时重新支护留给下一个工作面使用的煤炭开采技术。通过现场实践、考察与理论分析, 本文系统阐述了该技术在贵州发耳煤矿35305综采工作面成功应用的典范, 减少巷道掘进量, 延长矿井寿命, 实现经济效益最大化。
关键词：沿空留巷,煤矿,应用
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