【2012】山西灵石华瀛天星柏沟煤业有限公司
090101回风顺槽沿空留巷
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柏沟煤业090101回风顺槽沿空留巷
设计说明书
无煤柱开采技术是煤矿开采技术的一项重大变革，在矿井的开拓成本、缩减接续时间及提升回采效率上均比原有的留设煤柱开采有较大的优势。为缓解我矿采掘工作面接替紧张的压力，实现无煤柱开采，提高回采率，减少资源损失，提升经济效益，根据我矿实际情况，经集团公司领导与矿相关领导研究决定，为090101回风顺槽进行沿空留巷。
第一章沿空留巷巷道基本情况
第一节地面相对位置及邻近采区开采情况
井上下关系对照表
第二节煤（岩）层赋存情况
一、煤层特征表
二、煤层顶底板状况
9号煤层顶板为K2石灰岩，局部为薄层的泥岩伪顶，底板为泥岩或砂质泥岩。目前开采的090101工作面为本矿9号煤层首个回采工作面，使用全部跨落法管理顶板。顶板：为K2石灰岩，岩性坚硬，抗压、抗拉强度大。岩层单向抗压强度32.1-63.2Mpa，平均44.4 Mpa，单向抗拉强度1.63-4.56Mpa，平均2.71 Mpa，抗剪强度1.73-6.11Mpa，平均4.05 Mpa。稳定性好，属稳定-较稳定型顶板。
底板：为砂质泥岩，节理裂隙不发育。属不稳定-较稳定型底板。
第三节地质构造
总体为一轴向近南北方向的向斜构造。
第四节水文地质
井田范围内没有大的地表水体。矿区位于交口河上游支沟，井田内发育冲沟，各沟谷基本常年无水，仅在雨季汇聚短暂性洪流，属季
节性沟谷河流。
第二章沿空留巷专项设计
第一节设计目的及依据
在煤矿原有的生产体系中，长期以来一直沿用留设煤柱的方法维护。无煤柱护巷技术是煤矿开采技术的一项重大改革，无煤柱护巷支护技术中的沿留空巷技术曾经历了堆砌矸石、密集支柱、木垛、金属棚、高水材料垛式充填等留巷方式的无煤柱护巷的发展过程，积累了宝贵的生产技术经验。我矿为资源整合后建设矿井，主副井筒及井下巷道均为新建，原开采的2#、4#煤层均已开采殆尽，090101是我矿在9号煤层布置的首个回采工作面。为了更加合理的利用资源，减少成本及减小将来开采布置10#煤层的难度，我矿组织相关领导对相邻的兴庆煤矿、旺岭煤矿进行了考察研究，决定对090101回风顺槽实施沿空留巷，以便于回收090101工作面与090103工作面之间的煤柱时解决行人通风的问题。
一、沿空留巷的优点及效益分析：
1、如试行成功，在今后的采掘接续中可以缓解采掘工作面接替紧张的压力。和留煤柱开采相比，少掘一条巷道，节约时间约4个月。
2、真正实现无煤柱开采，提高回采率，减少资源损失，实现连续开采，增加效益。
3、实现无煤柱开采，无应力集中区，被保护层得以彻底保护。
4、沿空留巷位于采动卸压区，支护容易，便于维护。
5、根据我我矿实际情况及顶板岩性，现在我矿090101首采工作
面试行推广沿空留巷技术，如试行成功，可以减少资源损失，同时掌握9号煤顶板活动规律；二可以适当调整下层10号煤回采时的巷道布置，同时减少10号煤层因上方煤柱影响产生的多留煤柱情况，同时减少10号煤柱留设宽度，降低10号煤的资源损失。
6、经济利益分析
回收煤柱煤量：814*10*1.3*1.35*95%=13571吨
按现市场原煤销售价格可增加经济效益约1100万元。
沿空留巷维护费用：总计约100-120万元。
如试行成功，对今后的9号煤层布置进行调整，与留设煤柱开采比较少掘一条巷道，可节约掘进费用480万元。
二、沿空留巷阶段性矿压特征
1、阶段矿压特征
巷道开掘后，出现应力集中区域，形成塑性变形，巷道位移，随着绝后时间延长，应力重新分布，趋向稳定。
2、根据以往汾西矿业南关矿技术科9号煤矿压观测结果，巷道应力曾压区为巷帮内侧位置2—8米，最高应力区大约在15米位置。因此顺槽巷道处在应力减小区。
4、根据实际观测，采空区在巷帮3米处垮落，局部沿煤柱侧煤帮垮落，垮落厚度小于1米，整个采空区直接顶冒落3—4米即可全部充填采空区空间。
综上所述，090101运输顺槽具备沿空留巷条件。不过，顶板压力及顶板下沉量还有待于矿压稳定后实际观测获得。
第二节沿空留巷支护设计
一、巷道布置
设计对090101工作面回风顺槽进行沿空留巷，沿空留巷分别作为接续工作面090103工作面的回风巷或者进风巷。
090101运输顺槽开口位置位于距所留巷道160米处，6°30′
方位。巷道沿9号煤顶板布置，巷道断面为矩形，净宽4.4米，净高2.2米，净断面为9.68㎡。
首先对090101回风顺槽在推进的同时进行前期支护，防止该顺槽顶板垮落，然后根据矿压稳定后的各种矿压参数确定
隔墙及巷道补充支护。
二、前期支护技术参数
1、沿着原090101回风顺槽右帮支设木垛，木垛为1200×140×140的方木，木垛与木垛相互紧密连接，不留空隙。要求采用优质硬杂木加工，尺寸符合要求。
2、沿着原090101回风顺槽左帮轮廓线及在巷道侧沿木垛各支设一排带帽点柱，点柱间距1000mm。点柱采用直径180mm-200 mm，高度2200mm的优质圆木，柱帽尺寸：600×150×100mm。
3、沿空留巷规格尺寸：净宽4.0米，净高2.2米，详见沿空留巷断面图。
三、支护工艺及技术要求
1、支设木垛、木柱时必须挂线施工，保证支设成一条直线。
误差不大于5公分。
2、支柱支设在底板实底上，严禁支在浮矸、浮煤上，遇软底时必须“穿鞋”（鞋板规格350mm×200mm×100mm）。
3、在上下山巷道支护支设支柱时，必须要有一定迎山角度。每6—8度为1度，且支设有力。
4、架设木垛时垂直于巷道巷道方向码放底层，然后再在底层上码放第二层，按此顺序一层一层地码放到接近顶板为止。在靠顶板的二或三层间各角打好加紧楔子。
5、木垛使用方木架设，打成“井”字型，横纵向要垂直于顶底板，必须保证木垛层层稳固、对齐。架设处底板必须水平、平整，不得倾斜、歪斜、歪扭。地板不平处级木垛接顶处必须用板梁。接顶部分用木楔背紧背牢，保证木垛接顶牢固、可靠、有效。严禁使用重楔。
6、木垛各层接触点上下在一条直线上。木垛搭接后伸出的长度为0.15米，而且要求互成90°。
四、安全技术措施
1、支设木垛时必须在有单体支柱支护的顶板下施工，木垛打好后才可以回撤采空区的单体支柱，严禁先回后支。顶板不好时增加点柱，必要时加∏梁支护。
支设木垛时至少有三人配合作业，一人负责观察顶板，一人递料，一人支设木垛。
2、不准使用圆木、破损及变形的木料打木垛。
3、木垛必须选用规格长短一致的木料打成方形。
4、木垛层面遇到倾斜巷道时，迎山角满足规定要求。
5、码木垛时，应先检查该处护身支护情况，如有支柱漏液失效、不齐全者，必须妥善处理后，才能架设木垛。
6、在断层或裂缝处码木垛时，木垛必须分别架设并与断层顶板接实，且再增加1个木垛。
7、如支设木垛需拆除机头处最后一排支柱时，必须先检查该处的顶板情况，再确认安全的情况下方可拆除支柱，严禁将支柱围在木垛内。
8、顺槽顶板压力大、破碎时要提前架设工字钢棚。
9、严格执行敲帮问顶制度。
10、架设木垛时严禁无关人员在附近逗留。
11、护柱和木垛间距为0.5米，以保证人员危急时撤退距离及对施工区域有效支护。
12、木垛支设要及时，滞后工作面推进不得大于5米。
五、后期支护
后期支护的目的在于隔离090101回采工作面，对巷道支护不起作用，所以必须在围岩稳定后，即回采工作面结束后，进行该项工作。
支护采用1100×140×50mm的木板沿着前期支护的木垛封闭采空区，然后进行喷浆处理，喷厚100mm。
局部压力大时可以采用套工字钢棚进行补强支护。
第三节矿压观测
一、矿压观测内容
090101回风顺槽的矿压观测内容主要有：ZKBY—ⅡA型顶板
动态仪对顶板的压力及移近量进行动态监测。根据观测结果对工作面顶板活动规律、来压特征，工作面支柱受力特点，超前支承压力影响范围和分布特点，顶板、煤层稳定性，工作面支护质量等进行定期分析，并进一步了解煤、岩体力学参数等基础数据。
矿压观测方法
回风顺槽从煤壁开始沿工作面推进方向，每隔50米安装一台ZKBY—ⅡA型顶板动态仪对顶板移近量及压力变化进行测量并记录。具体由技术科安排一名技术员定期每3天观测记录。
090101回风顺槽沿空留巷所需材料单：
沿空留巷施工总结 沿空留巷技术是工作面辅助进风巷在回采过程中直接采用的特殊支护，保留原巷道不冒落，做为下一个工作面进风巷的一种施工方法。为有效实现无煤柱开采，提高资源回采率，消除回风上隅角瓦斯积聚，降低巷道掘进率，提高回采工作面安全生产水平。 自2015年9月7日开始在7211工作面施工沿空留巷工程，截止2016年12月28日共计施工柔模460个；自2016年11月24日开始在3214工作面施工沿空留巷工程，截止2017年2月10日共计施工柔模72个。现根据现场施工情况作以下施工技术总结。 一、沿空留巷施工工艺流程 煤帮挂网——割煤——移充填前部支架、挡矸支架——浇筑墙空间支护——留巷滞后支护——校对中线——支模——泵注混凝土——（等8小时墙体凝固达到设计支撑强度）——拉移充填支架 二、沿空留巷支护设计 （一）沿空留巷施工区：混凝土墙体上方顶板进行锚索支护，锚索规格为：Φ21.6×7200mm，锚索的间排距为1600×850mm，10#金属网护顶，见图3。
15° 78027007807807801200 巷旁补强锚索φ21.6×7200mm 间排距1600×850mm C30柔模混凝土 φ20×1300mm锚栓 间排距900×750mm 45001600 采空区 巷内补强锚索φ21.6×7200mm 排距1800mm 双层经纬网 图1沿空留巷支护横断面 （二）沿空留巷特殊支架支挡情况 柔模巷旁支护施工前，采用支架进行临时支挡控制顶板的区域。 工作面墙体浇筑区域采用采用2架ZQL2x4000-17/31型挡矸支架进行 支挡，架前铺设10#铁丝编织而成的10×1m 经纬网，与巷内原菱形网 搭接长度不小于100mm ，架后补打加强锚索。该支架的主要作用是： 1、将采空区与留巷隔离开来，为浇筑柔模混凝土墙体提供一个 安全的施工环境。 2、工作面回采后及时支护留巷顶板，防止留巷浇墙区顶板快速 下沉或垮落，及时切顶，减少悬顶长度，降低留巷压力。 3、为低龄期巷旁支护提供支撑及掩护，防止巷旁支护墙体过早 受力，造成墙体内部损失，影响后期强度。 （三）巷旁支护（混凝土墙）作用及参数 1、巷旁支护作用
一`名词解释 1矿山压力：由于在地下煤岩中进行采掘活动而在井巷、硐室及回采工作面周围煤、岩 体中和其中支护物上所引起的力。 2矿压显现：由于矿山压力作用，使围岩、煤体和各种人工支撑物产生的种种力学现象， 统称为“矿山压力显现”。 3矿山压力控制：所有人为地调节、改变和利用矿山压力作用的各种措施，叫做矿山压 力控制（简称为“矿压控制”） 4伪 顶：在煤层与直接顶之间有时存在厚度小于0.3至0.5m 极易垮落的软弱岩层。 5直接顶：直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层称为直接顶。 6老 顶：位于直接顶上方厚而坚硬的岩层。 7老顶初次来压步距：由开切眼到初次来压时工作面推进的距离。 8 老顶的周期来压步距;两次来压期间工作面推进的距离。 9沿空掘巷：在上一区段工作面运输平巷废弃后，待采空区上覆岩层移动基本稳定后，沿被 废弃的巷道边缘，掘进下一工作面的区段回风平巷称为沿空掘巷。 10沿空留巷：在上区段工作面采过后，通过加强支护或采用其他有效方法，将上区段工作 面运输平巷保留下来，作为下区段工作面的回采时的回风平巷称为沿空留巷。 11端面破碎度：支架前梁端部到煤壁间顶板破碎的程度。 12冲击地压:也称岩爆，发生在煤矿中一般叫冲击地压，发生在岩层中叫岩爆。它是一种岩 体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石爆裂并弹射出来的现象。 二、问答题 1、绘制侧压系数λ=0,71,31,2 1,1时圆孔巷道周围的应力分布图，并叙 述应力分布的特征。 特征： 1）圆孔周围应力集中是局部的，应力集中程度随远离孔而减弱，并趋于原始应力； 2） 圆孔周边应力集中系数随围压增大而有所减弱； 3）当λ＜1/3时，沿最大主应力方向，孔 周边一定范围内存在切向拉应力；当λ≥1/3时，围岩周边不产生切向拉应力； 4）当λ=0 时，沿最大主应力方向，孔周边一定范围内存在径向拉应力。
柔模支护快速沿空留巷开采技术 沿空留巷是在采煤工作面采过之后，将区段平巷用专门的支护材料进行维护，作为下区段的平巷。采用沿空留巷技术，可有效的解决回采工作面上隅角瓦斯积聚的问题，同时又实现了无煤柱开采，减少巷道的掘进量，缓解矿井衔接紧张的情况；节约掘进费用，提高矿井综合经济效益；煤炭的全部回收延长了矿井寿命，提高社会效益。 ××煤矿××工作面采用泵送混凝土柔模注浆技术进行沿空留巷，“泵送混凝土柔模注浆沿空留巷技术“是预先用纤维织物制作纤维柔性模袋，将柔模袋放置留巷建墙位置，通过用混凝土泵将大流动性混凝土搅拌物充填到柔模袋中，利用柔模袋透水不透浆的特性，将多余的水分排出，降低水灰比，提高混凝土的支护强度，在采空区留巷位置形成一个混凝土连续墙式支护结构。混凝土连续墙具有高阻力、早支撑、安全性高，施工速度快等优点，实现了切顶卸载，达到巷道变形量小、维护效果好，使巷道断面满足生产需要。 一、工作面生产条件 ××综采工作面位于××煤矿三采区，工作面标高＋595～＋630m，该工作面开采山西组3＃煤层，煤层厚度1.48～2.41m，煤层倾角1°～4°，煤层结构简单，煤的普氏硬度1－1.5，基本顶的普氏硬度4.0，直接顶的普氏硬度1.6，直接底的普氏硬度2.19。煤层直接顶为泥岩，性脆、块状构造，厚3m左右；老顶为细砂岩，较硬、中厚层状，厚7.5m左右；直接底为泥岩，较软、层理发育，厚3.57m。 本工作面可采走向长度1545m，倾向长度170m，采用走向长壁后退式综合机械化采煤法，一次采全高，全部垮落法处理采空区顶板，采用“三八”制作业，两班生产，一班检修及充填，在运输巷进行沿空留巷。 运输巷顶板采用锚网索配合14#槽钢进行支护，锚杆规格为φ20×2200mm，锚杆下压3.8m的钢筋圈梁，间距为900mm，排距900mm；锚索规格为φ17.8×6300mm，锚索下压14#槽钢进行支护，间距900mm，排距900mm；煤帮采用规格为φ16×1800mm的左旋螺纹钢锚杆支护，间距900mm，排距900mm。 二、沿空留巷支护充填工艺 1、充填工艺及支护材料依据××工作面现场实际情况，考虑到充填体的效果及围岩结构的适应性，充填操作的难易程度，充填与工作面生产之间的协调等因素，决定采用长距离泵送混凝土支护工艺，混凝土支护材料作为巷旁充填体，将水泥、优质粉煤灰、石子及添加剂（缓凝剂、润滑剂、膨松剂）按一定的比例配合而成。配比基本要求：胶凝材料340kg/m 3以上并加入适量优质粉煤灰，砂率50-55%，最大料粒＜25mm，坍落度20-23cm，水灰比为3:5（体积比）。沿空留巷宽度3500mm，充填墙体宽度1200mm。 2、充填泵的安装位置及规格充填泵安装在运输巷距工作面800m处，硐室规格为长×宽×高=30×2.5×2.5m，在硐室内安装充填泵及设置储料平台，硐室全断面进行喷浆，喷
沿空留巷施工总结
沿空留巷施工总结 沿空留巷技术是工作面辅助进风巷在回采过程中直接采用的特殊支护,保留原巷道不冒落,做为下一个工作面进风巷的一种施工方法。为有效实现无煤柱开采,提高资源回采率,消除回风上隅角瓦斯积聚,降低巷道掘进率,提高回采工作面安全生产水平。 自 9月7日开始在7211工作面施工沿空留巷工程,截止 12月28日共计施工柔模460个;自 11月24日开始在3214工作面施工沿空留巷工程,截止 2月10日共计施工柔模72个。现根据现场施工情况作以下施工技术总结。 一、沿空留巷施工工艺流程 煤帮挂网——割煤——移充填前部支架、挡矸支架——浇筑墙空间支护——留巷滞后支护——校对中线——支模——泵注混凝土——(等8小时墙体凝固达到设计支撑强度)——拉移充填支架 二、沿空留巷支护设计 (一)沿空留巷施工区:混凝土墙体上方顶板进行锚索支护,锚索规格为:Φ21.6×7200mm,锚索的间排距为1600×850mm,10#金属网护顶,见图3。
图1沿空留巷支护横断面 (二)沿空留巷特殊支架支挡情况 柔模巷旁支护施工前,采用支架进行临时支挡控制顶板的区域。工作面墙体浇筑区域采用采用2架ZQL2x4000-17/31型挡矸支架进行支挡,架前铺设10#铁丝编织而成的10×1m经纬网,与巷内原菱形网搭接长度不小于100mm,架后补打加强锚索。该支架的主要作用是: 1、将采空区与留巷隔离开来,为浇筑柔模混凝土墙体提供一个安全的施工环境。 2、工作面回采后及时支护留巷顶板,防止留巷浇墙区顶板快速下沉或垮落,及时切顶,减少悬顶长度,降低留巷压力。 3、为低龄期巷旁支护提供支撑及掩护,防止巷旁支护墙体过早受力,造成墙体内部损失,影响后期强度。 (三)巷旁支护(混凝土墙)作用及参数
5 基本顶不同破断位置对巷道围岩稳定性的影响及 工程实例 5 Affect of Surrounding Rock Stability by Different Positions of Main Roof’s Lateral Fracture and Engineering Test 在以上几章里我们详细的总结了沿空掘巷基本顶侧向破断位置的影响因素，影响因素主要基本顶自身的性质（厚度、强度等）、开采深度、开采高度、直接顶的性质、煤柱的宽度强度以及工作的长度和推进速度等。由于前人的研究以及其他不确定因素，我们重点分析了开采高度（煤层厚度）、开采深度（应力载荷）和留设煤柱宽度三个影响因素对基本顶侧向破断位置变化的影响。研究分析基本顶侧向破断位置的影响因素有助于我们提前根据地质资料和开采工艺等来更加接近的预测基本顶的断裂位置，从而有助于巷道支护维护顺利的进行，来确保巷道的安全及可用性。但是不同的断裂位置对沿空掘巷巷道和煤柱的稳定性及应力分布有不同的影响，因此对沿空掘巷巷道的围岩进行合理有效的控制才是我们研究的最终目的。 5.1 基本顶不同断裂位置对巷道围岩稳定性的影响（Affect of Surrounding Rock Stability by Different Positions of Main Roof’s Lateral Fracture） 对于井工开采矿物，最重要的是通道的安全性与可行性。煤矿井下开采，巷道起着关键作用，而巷道的稳定性主要取决于巷道围岩的强度、巷道围岩所受应力以及我们所采取的支护技术。同时留小煤柱沿空掘巷巷道的稳定性也不例外，仍然取决于围岩的状态和支护技术，因此加强对顶底板及实体煤帮煤柱的强化是控制沿空掘巷围岩稳定性的重点。 在沿空掘巷工程中，巷道围岩的的稳定性在很大程度受到上覆岩层基本顶侧向破断位置的影响，不同的断裂位置对巷道围岩的强度以及压力分布都产生很大的差异。基本顶侧向破断的位置大致可以分为四种情况如第二章里介绍到的不同断裂位置：采空区上方破断、小煤柱上方破断、巷道上方破断以及实体煤上方破断，如图2-1、2-2、2-3、2-4所示。 以上四种不同的断裂位置，根据前人研究可知，基本顶侧向破断位于不同位置时，沿空掘巷巷道围岩应力以及应变差异都很大。基本顶破断位置处于采
混凝土柔膜沿空留巷技术研究与应用 韩瑞军 （冀中能源峰峰集团新三矿，河北邯郸056200） 1 矿井概况 冀中能源峰峰集团有限公司新三矿是集团公司第一个新井新制矿井，属于国有企业。地处河北省南部，邯郸市峰峰矿区大峪镇。新三矿自1995年11月5日投产以来，始终秉承创新管理，和谐发展，安全发展的理念。矿井设计生产能力为年产45万吨，可采储量2900万吨，煤种为肥焦煤，是峰峰集团主要的入洗原料煤基地。经过两次技术改造，目前矿井核定生产能力为95万吨。 2 方案的提出 新三矿矿井井田范围：北以F29号断层与泉头井田分界；南至F25号断层与梧桐桩井田相邻；西至煤层露头及技术边界与三矿井田相隔；东至F8号断层与九龙矿相望；井田南北平均长 4.25km,东西平均宽3.25km，井田面积13.83km2。现主采2号煤层，煤种为肥煤，2号煤层煤厚3.0米左右，全区可采，沉积较稳定。地质条件复杂，断层较多，掘进速度受到很大限制，生产地区衔接紧张；另外，我国煤矿中,回采工作面两端的区段巷道,总长度要达到几百万米。长期以来一直沿用保留煤柱的方法维护。用煤柱维护区段巷道的煤炭损失量一般要占全矿煤损总量的40％左右。区段巷道的开掘、准备和维修费用要占全矿开发、准备和维修费用总和的50％左右。因此,研究区段间不留煤柱,实现无煤柱护巷,对
提高矿井煤炭回采率,降低巷道掘进率，怎样才能解决工作面衔接紧张和回收这部分煤炭资源呢？这也是我们一直在深思的问题，也是我们一直在努力研究的方向。2010年11月以来，我们进行了混凝土柔膜支护的前期可行性论证、具体方案的制定，注浆系统的建设、注浆管路、注浆膏体的反复试验，于2011年3月1日正式在162502工作面进行了混凝土柔膜沿空留巷，时至2011年5月19日累计注膜40个，沿空留巷83m。无论是前期论证，到井下沿空留巷都取得了宝贵经验与教训，目前，我矿在集团公司领导的大力支持下，正在积极进行沿空留巷试验，为解决工作面衔接紧张和解放煤柱呆滞煤量探索出一条创新之路。 3 新三矿混凝土柔膜沿空留巷设计方案 3.1 沿空留巷工作面条件 3.1.1 煤层情况 本工作面煤层位于西固义背斜两翼，煤层走向NE27o---NW73o，倾向NE，倾角5-12o，平均为8o，煤层厚度3.9～4.9m，平均4.2m，煤层较稳定。 3.1.2煤层顶底板情况
泡沫混凝土在煤矿回填应用工程案例分享 楚风臣 1泡沫混凝土的特性发泡混凝土通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中，经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种多孔材料。由于泡沫混凝土（泡沫轻质土）中含有大量封闭的孔隙，使其具有良好的物理力学性能。 （1）轻质。泡沫混凝土（气泡混合轻质土）的密度小，密度等级一般为300~1800k-m，常用泡沫混凝土的密度等级为300~1200kg/m3，近年来，密度为160k-m的超轻泡沫混凝土也在建筑工程中获得了应用。由于泡沫混凝土的密度小，在建筑物的内外墙体、层面、楼面、立柱等建筑结构中采用该种材料，一般可使建筑物自重降低25%左右，有些可达结构物总重的30%~40%。而且，对结构构件而言，如采用泡沫混凝土代替普通混凝土，可提高构件的承截能力。因此，在建筑工程中采用泡沫混凝土具有显著的经济效益。 （2）保温隔热性能好。由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙，因此具有良好的热工性能，即良好的保温隔热性能，这是普通混凝土所不具备的。通常密度等级在300~1200kg/m3范围的泡沫混凝土，导热系数在0.08~0.3w/（m-K）之间。采用泡沫混凝土作为建筑物墙体及屋面材料，具有良好的节能效果。
（2）隔音耐火性能好。泡沫混凝土属多孔材料，因此它也是一种良好的隔音材料，在建筑物的楼层和高速公路的隔音板、地下建筑物的顶层等可采用该材料作为隔音层。泡沫混凝土是无机材料，不会燃烧，从而具有良好的耐火性，在建筑物上使用，可提高建筑物的防火性能。（4）其它性能。泡沫混凝土还具有施工过程中可泵性好，防水能力强，冲击能量吸收性能好，可大量利用工业废渣，价格低廉等优点。2泡沫混凝土在煤矿中的应用 根据国家煤矿安全监察局2010年春节对全国煤矿统计，全国共有在籍煤矿15119处，总生产能力36.91亿吨；新建项目1081个，总能力6.85亿吨；另据国土资源部对已颁发的采矿许可证情况统计，全国具有煤炭采矿许可证的煤矿共14423处，总产能36.6亿吨。随着一大批大型现代化煤矿陆续投产，煤炭开采过程中就开采后带来的安全、环境等方面的问题将日益突出。 鉴于泡沫混凝土存在上述特点，作者认为其在解决目前煤矿中存在的诸多问题方面将大有可为，具体表现在以下几个方面。 2.1采空区回填 在煤炭开采过程中，地面会因为地下的煤炭被运出而产生塌陷，几乎所有矿区都不可避免的面临此类问题。我国因煤炭开采造成的地面塌陷已达585万公顷，且每年新增沉陷面积4万公顷，同时地面塌陷在地质、环保和安全等方面的负面影响也是不可估量的，有效地解决因采煤而产生的地面塌陷问题已经成为了煤炭行业亟待解决的问题。经统计，在我国煤炭储量中有超过30%的煤炭埋藏在山下、水底下、建
煤矿火灾事故篇 某矿煤炭自燃火灾事故案例 1.案例描述 ×年12月12日14时30分，某煤矿4322综放面停采撤架期间上端头发生一起煤炭自然发火事故。 2.案例剖析 2.1矿井及火区概况 该矿1975年开始兴建，1981年开始商业生产，其主采煤层为 山西组第3层煤，平均厚度为8.29米，矿井设计生产能力为300万吨/年。该矿属低瓦斯矿井，3层煤具有煤尘爆炸危险，有自然发火倾向，自然发火期平均3-6个月。矿井采用立井开拓方式，长壁式 采煤方法，综采放顶煤采煤工艺。矿井通风方式为两翼对角式，主 要通风机工作方式为抽出式。 4322综放面1999年11月开始回采至2000年10月底采至设计停采线。为减少断层损失煤量，依据4303综放面过8m断层的成功 经验，矿研究将停采线向外延长70m，推过王楼一号断层（该断层 落差5m）。 在过断层过程中和过联络巷（4322-2#联络巷和4324-2#联络巷）时顶板难以控制，冒顶频繁，工作面压力大、顶板破碎，普遍丢失 顶煤，丢煤厚度最厚达5.9m。工作面没提起刀来，造成割底板进入全岩，导致工作面推进速度慢，特别从10月11日到11月20日41天只推进了29.6m，4322面被迫于11月20日在4322二号联巷上
停采。 12月12日13点10分支架后煤层自然发火，并快速发展，烟 雾迅速蔓延，采取调压措施仍不能将烟雾逼退，直接灭火无法进行，13日2点决定封闭处理。 2.2事故经过 11月6日发现6＃支架（支架编号自下而上）顶板有微量一氧化碳，7日在同一位置的一氧化碳上升到30ppm。11月11日在l＃支架后部顶板查出一氧化碳218ppm，之后在工作面下部架间窝，顶板都能查出一氧化碳，这段时间通风队在回风隅角向l＃架后部顶 板打钻注水。11月20日工作面停采，到11月23日整个工作面支 架前梁顶板、架间钻孔内都能查出一氧化碳，并发现64＃，69＃、106＃支架破碎顶板有少量雾气。发现一氧化碳后通风队员立即全力以赴采取用煤电钻打眼插管、注阻化剂、注水、注黄泥浆等措施进行治理，特别针对出雾气的地点打钻注阻化泥浆，11月25日后情 况有所好转，26日40＃、44＃支架顶板又出现少量雾气，11月29日开始向4322上顺槽沿空侧以及4320停采线压注黄泥浆。11月29日105＃支架顶板气样分析一氧化碳高达1312ppm，并首次分析出乙烯（C2H4），11月30日夜班同一地点有煤焦油味，通风人员又在 105＃架顶和其它地点注浆，井在2#轨道下山向4322面上隅角打钻注浆。根据以往在撤面时支架间以及顶板出现一氧化碳时采取插管注水的治理经验，即在工作面架间采用煤电钻打孔注水处理，共计施工300多个孔。注水后一氧化碳有所下降，12月1日到5日工作面架间钻孔一氧化碳趋于稳定，随开始边处理边撤架子工作。12月6日到7日气样分析部分钻孔中的一氧化碳浓度在逐步升高，12月 8日105＃支架钻孔中一氧化碳浓度猛升到6201ppm。12月9日工作面下部跨落比较严实，工作面风量降到229m3/min，由于升压的作
无煤柱开采主要优点： 1．有利于合理开发煤炭资源，提高煤炭回采率。由于无煤柱开采可以不留或少留煤柱，故大大提高了煤炭回采率。据多数矿井的经验，无煤柱开采一般可使采区回采率提高10～20％，有些矿井甚至提高25～30％。如阳泉四矿应用沿空掘巷和取消上(下)山煤柱后，使采区回采率由原来的50～60％提高到92～94.5％，柴里煤矿由60％提高到85％。回采率的提高相当于增加矿井的储量，延长了矿井寿命，如阳泉四矿回采率提高后使可采储量增加2000多万吨，预计可使矿井寿命延长11年。 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。应用无煤柱开采后，使许多矿井的巷道维护状况都有不同程度改善。如铜川东坡矿应用沿空掘巷后，使井巷失修率由原来的10.1％下降为1.11％，鸭口矿使回采巷道维修量降低了25％，基本上消灭了“爬行巷道”为回采工作面正常生产创造了良好条件。萍乡高坑矿在应用沿空留巷时，还取得了在回采过程中巷道基本上无需维护的良好效果。 3．有利于降低巷道掘进率。应用无煤柱开采时，根据所采用的无煤柱护巷类型的不同，可在不同程度上减少巷道掘进量，因而可以降低巷道掘进率。根据对现有无煤柱开采系统的分析，一般情况下，沿空掘巷可使巷道掘进率降低5～10％，沿空留巷可降低25～33％，而有些矿井降低的幅度高达40％以上。如在舒一兰矿务局吉舒五井，
由于采用沿空留巷，使巷道掘进率降低45％左右。巷道掘进率的降低，减少了巷道掘进量，可从根本上改善矿井采掘接替紧张的局面。 4．有利于矿井安全生产。由于无煤柱开采大量减少了煤炭损失，故在很大程度上消除了自然发火的根源和机率。据鹤岗新一矿统计，自1955年投产以来，井下发火达43次，而在推行无煤柱开采以后，几年内都未发生过自然发火。舒兰矿务局至1980年底开采了39个无煤柱工作面，没有一个工作面出现过高温自然发火征兆。枣庄柴里矿从推行无煤柱开采三年多来，也未发生过自然发火。 无煤柱开采对降低沼气涌出和沼气突出也有明显作用。据研究，在正确进行通风管理的情况下，无煤柱工作面回风流中的瓦斯含量与留煤柱工作面相比可以减少30～50％。沿采空区掘进风巷时，可以减少煤体中瓦斯涌出量。在我国六枝矿区，掘进时由于采用沿空掘巷而有效地解决了煤和沼气突出问题，保证了安全生产。 5．有利于改善矿井技术经济指标。由于无煤柱开采存在上述的一些优点，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，故导致矿井经济效果的改善。根据对13个矿务局15个典型矿井和采区所作的无煤柱开采经济效益分析，与留煤柱相比，沿空掘巷和沿空留巷随各矿具体情况不同，可使吨煤成本分别降低0.6～2元和0.45～4元，使矿井取得了良好的经济效益。 根据近几年来我国应用无煤柱开采所取得的经验和其未来的发展，煤炭工业部于1981年12月制订和颁发了《关于推行无煤柱开采的暂行规定(试行)》，要求在条件合适的煤层中推行。
山西古县老母坡煤业有限公司 2103工作面运输顺槽沿空留巷情况 一、工作面概况 1、工作面位置 2103和2105工作面位于一采区回风下山北侧，西侧为2101采空区，采空区保护煤柱宽5m，北侧为矿井边界。2013工作面运输顺槽长750m，回风顺槽长650m，开切眼长150m。在运输顺槽实施沿空留巷技术，沿空留巷长度为680m。2103和2105工作面布置示意图如下： 2、煤层及其顶底板特征 2103工作面煤层厚度～，平均，倾角为3°-5°，不含夹矸，结构简单， 为较稳定大部可采。顶板为泥岩、细砂岩，底板为砂质泥岩、泥岩、粉砂岩。煤层若遇构造时，有变薄现象。工作面顶底板特征见综合地质柱状图。 综合地质柱状图 3、构造特征 2103工作面位于背斜之西翼，煤层走向及构造线方向均为北东方向，煤层倾角一般在3°-5°，并伴有宽缓的褶曲和落差不大的断层，不会影响工作面布置，根据2101工作面情况推测，巷道内有落差不大的断层和范围较小的陷落柱。 4、水文特征 2103工作面直接充水的含水层为山西组砂岩裂隙含水层，属弱富水性，在没有构造的情况下，一般不会对工作面造成威胁，对生产影响不大。由于2103工作面运输顺槽留巷西侧为采空区，在沿空留巷施工时需采取探放水措施。 5、瓦斯、煤尘及煤层自燃性 2103工作面为低瓦斯区，煤尘有爆炸性，煤层属II级易自燃，自燃发火周期为12个月。
二、沿空留巷支护设计 2103工作面运输顺槽沿空留巷后为2105工作面回风顺槽，为了满足2103工作面和2105工作面通风要求，以及考虑留巷后围岩移近量，巷道净断面设计为×。 1、工作面运输顺槽掘进支护设计 2103工作面运输顺槽断面为×，掘进时，破伪顶200mm，破底1000mm。 （1）巷道顶板支护方式为锚网支护+双排迈步锚索+一排联索锚索。具体要求如下： 顶锚杆采用φ22×2000mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆，间排距800×700mm；顺巷布置三排锚索支护：两排迈步锚索梁支护，锚索为φ×8000mm，锚索梁长，分别距采空侧巷帮940mm，距实体煤帮600mm。一排联索锚索（点锚索）支护，锚索φ×8000mm，排距为，布置在巷道中线处。锚索每孔装四卷CK2335树脂药卷，锚索安装后4小时内要张拉到设计预紧力（张拉泵压不低于30Mpa）。 （2）巷道两帮支护方式为锚网索联合支护。具体要求如下： 帮锚杆采用φ20×1800mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆，锚杆间排距800×700mm；实体煤侧一帮补加锚索梁支护，锚索φ×6000mm，锚索梁长，排距，锚索梁顺巷布置在巷帮煤层中部。 （3）支护要求：顶帮锚杆及时预紧，顶锚杆预紧力大于300N·m，锚固力大于130KN；帮锚杆预紧力大于80N·m，锚固力大于50KN；锚索初涨力大于30MPa，锚索锚固力大于200KN。 若巷道围岩破碎或顶板压力大时，缩小锚杆间排距，加密锚索布置。 2、工作面推进后沿空留巷支护设计 （1）留巷顶板支护 单体分别配合铰接顶梁和十字铰接顶梁（顺巷布置）加强顶板支护，顺巷打三排单体，柱距600mm。其中，第一、二排单体布置在巷道中心线左侧（即2103工作面采空侧），分别距中心线距离为1550mm、950mm，第三排单体布置在巷中心线右侧（即实体煤侧），距巷中心线为900mm。第一排为单体液压支柱配合十字铰接顶梁（长600mm），一梁一柱，柱距600mm，单体液压支柱穿复合铁鞋；第二、三排为单体液压支柱配合铰接顶梁（长1200mm），一梁两柱，柱距为600mm，单体支柱穿铁鞋。单体液压支柱支护须保证单体初撑力大于90KN，并且要保证迎山有劲（迎山角3-5°）。 （2）采空帮支护
沿空留巷技术应用现状与存在的问题分析 【摘要】沿空留巷技术可以减少巷道掘进量，减少护巷煤柱的留设，增加资源回收率。同时，还可以解决上隅角瓦斯积聚问题，避免采空区煤柱自燃发火的问题。文章首先对我国沿空留巷技术发展现状进行了归纳总结，然后分析了我国沿空留巷技术存在的问题，最后以一个工程实例说明了沿空留巷技术的应用。 【关键词】沿空留巷；现状；问题 前言 我国的煤矿开采绝大多数采用井工开采，为此需要掘进大量的巷道。据统计，我国每年为煤矿开采而新掘的巷道长达2.4万km。过去，采区平巷一直沿用留煤柱的方法进行护巷，即在工作面之间留设一定宽度的煤柱，用于防止工作面与相邻采空区通透漏风而引起采空区的自然发火，同时也兼顾了工作面矿山压力的影响。采用煤柱护巷，其主要缺点是会造成大量煤炭资源的损失，其损失的煤炭资源往往占到全矿煤炭损失的40%。另外，如果煤柱留设不合理，还会使覆岩应力在煤柱处形成集中，对其伏巷造成破坏。因此，研究区段无煤柱护巷，对安全生产、提高煤炭回采率和增加经济效益等都具有十分重要的意义。 1、我国沿空留巷技术发展现状 沿空留巷技术在我国的应用最早可以追溯到上世纪五十年代，之后一直是煤矿开采的重要研究方向。按照沿空留巷的支护方式，我国沿空留巷技术到目前为止大致经历了三个发展阶段，具体如下： （1）从上世纪五十年代起，首先在薄煤层开采中探索巷道的二次使用问题。具体做法是用采出的矸石在巷道旁边砌筑墙体，用于维护工作面后方巷道。但是用矸石砌筑的墙体，在应力作用下下沉变形量很大。墙体下沉后，载荷转移到巷道内的支架上，很多支架因此而被压坏，工人的安全也受到一定的威胁。 （2）上世纪八九十年代以后，综合机械化采煤技术在我国广泛推广使用。使用该技术后，工作面推进速度大大加快，采高也可以根据需要增大很多。但这也带来了新的问题，即巷道变形速度和变形量增大，巷道维护工作面临着新的挑战。对此，我国煤矿工作者在借鉴国外沿空留巷技术的基础上，研发了巷旁充填护巷技术。这一阶段，沿空留巷技术从理论和技术上都有了较大的发展，但由于巷内支护大多为被动支护，支护效果不够理想，加之巷旁充填技术又不完善，结果巷道变形量较大，不能满足大断面沿空留巷的要求。因此，到90年代中后期，沿空留巷的应用范围不仅没有扩大，反而出现了减小趋势。 （3）进入本世纪以后，锚网索支护技术和巷旁充填技术的不断发展，我国将沿空留巷技术由薄煤层工作面推广到了厚煤层综放工作面。如大同煤矿集团雁崖煤业有限公司一综放工作面进行了综放大断面沿空留巷试验。所选巷道在支护