沿空留巷安全技术措施

2713工作面下巷沿空留巷安全技术措施

为缓解采掘接替紧张，提高煤炭资源回收率，在2713工作面下巷使用高水充填材料巷旁充填技术进行沿空留巷。为保证沿空留巷施工的顺利进行，特制订本安全技术措施。

一、工程概况

2713工作面位于27采区下部，北为27采区下山保护煤柱，西为2709工作面，东为2715工作面(未掘)，南为火成岩边界。工作面南北走向长1038～1054m，东西倾斜长195m，标高-628.1m～-741.5m。工作面煤层稳定，煤层厚度为1.7～5.3m，平均煤厚2.96m，煤层倾角为7°～15°，平均倾角12°。2713工作面顶板条件良好，直接顶为泥岩及砂质泥岩，厚度为13.4m，基本顶为中、细、粉砂岩及泥岩，厚度为23.68m，直接底为砂质泥岩，厚度为2.48m，基本底为细粒砂岩，厚度为24.72m。

2713工作面下巷长1118.5m(可采长度1038m)，为出煤、进风巷，采用锚网索(梁)+M钢带联合支护。巷道断面为矩形断面，净宽4.2m，净高不低于2.5m，巷道断面积不小于10.5m2。巷道顶板采用锚杆+锚网+锚梁+锚索联合支护。顶板每排使用一片6眼4.2m的M钢带(眼距800mm)，采用φ22×2200mm高强锚杆(自下帮起钢带第一、三、四、六眼位内施工)和φ21.6×4200mm(每隔一排在自下帮起钢带第二、五眼位内施工)锚索，铺设小眼点焊钢筋网(网格70×70mm)；顶板施工四排锚索梁支护，锚索梁“迈步布置”，锚索规格为φ21.6×7200mm，锚索梁采用16#槽钢加工，眼距1600mm，锚索托盘采用12mm厚钢板加工，规格为120×120×12mm。两帮采用φ22×2200mm高强锚杆支护，使用竖向M钢带(采用两眼及三眼钢带搭配使用，分别为1000mm和1700mm长，眼距700mm；600mm长，眼距400mm)，锚杆排距为800mm，铺设小眼点焊钢筋网(网格70×70mm)；下帮施工一排锚索梁支护，锚索规格为φ21.6×4200mm，锚索梁采用16#槽钢加工，眼距1600mm，锚索托盘采用12mm厚钢板加工，规格为120×120×12mm。

附图1:2713下巷支护断面图。

二、充填系统

(一)充填材料 高水充填材料由甲料、乙料两种组分构成，二者以质量比1：1配合使用，高水充填材料性能可根据具体条件进行配制与调整。针对2713工作面下巷具体情况，采用充填袋作为成形的方式来进行充填，以便充填体能有效接顶。通过工程类比，初步确定材料水灰比取1.8:1，后续根据沿空留巷情况进行调整。

(二)充填泵站布置

结合2709工作面下巷充填泵站布置及充填施工经验，考虑充填泵布置空间、充填泵输送能力、充填料运输等因素，将2713工作面下巷充填泵站布置于2713下巷底抽巷车场。

(三)设备及管路选型、数量

输送管路包括单浆管和混浆管。单浆管由高压胶管和无缝钢管组成，共2趟，均从泵站到充填点，一趟输送甲料，另一趟输送乙料，采用三通外置式混合器进行混合。为使充填方便可靠，充填泵与钢管之间以及充填钢管与混合器之间均用高压胶管过渡连接，胶管与钢管间用快速接头相配合，单浆管的内径选为51mm。混浆管采用高耐磨喷砂胶管，长度取20m，混浆管的内径选为51mm。

充填泵选用ZBYSB700/8-55型煤矿用液压双液注浆泵两台，1500公升搅拌桶4个。ZBYSB700/8-55型液压双液充填泵技术参数如表1所示。

表1 ZBYSB700/8-55型液压双液充填泵技术参数表

型 号 最大流量L/Min 压力/MPa 输入功率/Kw 质量/Kg

ZBYSB700/8-55 ≤700 8 55

1800

(四)泵站管理

1.充填泵站用一趟4寸钢管供水，供水能力不小于40m3/h，以保障给搅拌桶加水，确保充填工作连续进行。

2.泵站应有专人看守，避免设备零件损坏与丢失。

3.泵站与充填点间使用电话或载波联系。

三、充填体成形设计

(一)活动充填框架结构

为使充填袋内浆液按设计要求凝固成形，用充填框架完成此任务。

充填框架包括侧挡板(采空区侧和巷道侧)和前挡板两部分，均采用木板构筑，其中：

1．基础模板：由厚30mm的木质板材加工而成，两侧模板长×高=4000mm×200mm，前侧模板长×高=3000mm×200mm。

2．调节模板：由厚30mm的木质板材加工而成，两侧模板长×高=4000mm×100mm，前侧模板长×高=3000mm×100mm。

(二)充填袋

充填袋的材质应有足够的强度及抗静电与阻燃性能，符合煤矿安全规程相关要求。充填袋加工时，接缝要结实牢靠，要严格按设计要求加工(满足充填与吊挂)。在实际工作中，充填袋的尺寸及其上锚栓孔的位置不能满足使用要求时，可根据煤层地质条件变化及生产情况做适当调整。

充填袋加工要求：

1．进料口直径120mm，进料管长度不宜小于550mm；

2．充填袋留设20个锚栓口，要求：锚栓口直径为φ60mm，锚栓套左右两边外露长度均为150mm。

附图2:充填袋结构示意图。

四、充填支护设计

(一)充填体位置确定

留巷宽度越大，越有利于使用，但留巷难度也越大，所留巷道的矿压显现更强烈，巷道维护工作量也更大。同时，若留巷宽度不能满足使用要求，则还需要扩帮，也会增加后期的工作量。综合考虑巷道围岩特性以及对于留巷断面的要求，根据2713下巷断面与原巷内支护方式，确定将充填体全部置于采空区。

(二)沿空留巷加强支护设计

为保证巷旁充填工作安全顺利的进行，减轻工作面采动时支承压力对巷道的影响，确保留巷达到较好效果。在对巷旁充填作业点进行可靠支护，形成安全工作空间的同时，还需对工作面前后方巷内进行临时补强支护。

1．巷道超前支护

2713下巷超前支护根据巷道高度和宽度选取DW25～DW35型单体支柱配合2.8～4.0m长Π型梁架倾向棚，Π型梁打在顶板无钢带支护中间位置，棚距1000±100mm，顶板破碎时，应该在Π型梁上架设圆木或棚距变小为500～800mm。超前支护范围内支设三排单体支柱，巷道两侧各支设一排单体支柱，距梁头距离为200～400mm；中间一排靠近转载机下帮侧，距转载机不小于200mm，与巷道下帮侧单体支柱形成双排柱，双排柱间即为巷内的行人通道，人行宽度不小于0.8m，高度不小于1.8m。

超前支护长度不小于20m，超前支护的单体支柱必须成一条直线，其偏差不超过±50mm，初撑力不小于6.5MPa，单体支柱必须棵棵拴牢双防倒绳、穿柱鞋，钻底量不大于100mm。单体支柱活柱伸出量200～700mm，严禁超高使用，巷道较高时穿大松木鞋或绞顶(绞顶不低于4层木料时，初撑力不小于2.5MPa)，单体支柱要支在硬底上或穿柱鞋。单体支柱三用阀和大把方向平行于巷道方向，三用阀注液端朝向巷道外口、大把朝向老塘侧。单体支柱全部编号管理，牌号清晰，不同型号的单体支柱不可交叉使用。

2．工作面后方巷道临时加强支护

由沿空留巷矿压显现一般规律可知，从工作面至后方约50～60m范围内为围岩强烈沉降段，围岩活动剧烈，矿压显现明显。结合2709下巷沿空留巷经验，要求滞后加固距离不小于60m，在地质条件较差的地段需适当扩大加强范围。支护形式与下巷超前支护形式一致。

(三)充填作业空间支护

充填作业空间采用锚网索和单体液压支柱配合铰接梁架走向棚复合支护。

1．1#～3#支架开始前移之前，必须对支架前方顶板进行锚网支护，并详细检查支架后方顶板支护及完好状态。

(1)采煤机割透机头煤壁并拾净浮煤后，将采煤机、刮板运输机、转载机及破碎机停电闭锁，在架前挂金属网(网格规格为100mm×100mm钢筋点焊网或菱形网)并向顶板打锚杆，网片搭接不小于100mm，并且搭接处每200mm采用14#铁丝。挂网区域宽度5m(从巷道向采空区内侧方向，充填体宽度3.0m，充填作业道1.5m，留有0.5m锚网支护减少窜矸)，锚杆采用φ22×2000mm螺纹钢锚杆，间距1200m，排距1600mm，每根锚杆使用MSK2350锚固剂(白色，先装)和MSZ2350锚固剂(蓝色，后装)各一支，锚杆预紧力必须达到200N·m。为避免铺网时出现空顶作业，必须坚持自上向下依次顺序降架、铺网，并使用Π型梁或木梁托网、临时支护，只有当上方侧相邻支架升紧后，方可降架、铺网。铺网、上梁作业时，人员站在两侧支护严密的支架下操作，两侧支架必须伸出伸缩梁，护帮板紧贴煤墙。

(2)为了防止移架过程中支架顶梁将架前已打好的锚杆端头的螺母等部件压坏而影响支护效果，可在锚杆、锚索托盘两侧架设两道Π型梁或木梁，移架时支架顶梁顶在木梁上而不会对锚杆、锚索端头部件造成破坏，同时也可作为架前打设锚杆时可作为临时支护。

(3)1#～3#支架前移前，必须对架后走向铰接梁棚进行注液，确保单体液压支柱棵棵完好，柱压不低于6.5MPa，铰接梁前端距支架尾梁不大于600mm，否则必须先挂梁支护后移架。

2．1#～3#支架前移过程中必须对后方露出顶板及时支护。

(1)前移支架速度要慢，使后方顶板慢慢裸露出来，此时位于支架后方的两名支护工(安排经验丰富、操作熟练的技术工人担当此工作)必须认真细致地观察裸露出来顶板的完好状况，并与前方操作支架的工人时刻保持沟通，有情况及时处理。若情况复杂必须请求跟班队长、生产科，不能随意或擅自行动。同时，支架操作工要绝对听从位于支架后方的顶板支护工的指示，以保证充填空间安全可靠。在此过程中，支架后方的支护工可根据情况时刻注意顶板状况，若顶板情况确实完好，没有安全隐患，支架工可一次缓缓完成一个循环的支架前移工作，否则必须先停下来对顶板进行处理，一切安全无误后方可继续下一步操作。

(2)为防止支架后方的顶板大面积露出而出现冒顶事故，必须坚持自上向下依次顺序移架，只有当上方侧相邻支架升紧后，方可移架。3#支架前移到位后，为防止充填作业道采空区侧窜矸，及时在3#支架上方侧挂金属网以封挡采空区侧的矸石，为采空区回柱提供作业空间并防止矸石滚落到该区域造成人身伤害。挡矸网必须接顶接底，挡矸网与下巷上帮之间的距离必须满足充填作业空间的要求，一般要求4.5～4.6m，并在挡矸网下帮打设挡矸点柱，柱距不大于1200mm，点柱必须戴帽。

3．1#～3#支架前移后

端头支架前移到位后，必须及时对充填作业空间进行临时支护，采用锚网索和单体液压支柱配合铰接梁架走向棚复合支护。 (1)锚杆采用φ22×2000mm螺纹钢锚杆，间距1200m，排距1600mm(因为架前已经按排距1600mm打设了锚杆，所以架后在两排锚杆之间补打一排锚杆即可，按排距1600mm施工，补打后锚杆排距为800mm)，位于充填区域外的顶板锚杆间距1200m，排距1600mm。每根锚杆使用MSK2350锚固剂(白色，先装)和MSZ2350锚固剂(蓝色，后装)各一支，锚杆预紧力必须达到200N·m。

(2)锚索采用φ18.9×7200mm的钢绞线(长度以能锚入上位稳定坚硬岩层不小于1m为宜)，间距1200m，排距900mm，锚索托盘采用12mm厚钢板加工，规格为400mm×400mm，每根锚索使用三支MSZ2350锚固剂，锚索预应力不小于150kN(张拉时压力表读数为30～35MPa)。