沿空留巷的具體方法

1、沿空留巷的具體方法沿空留巷的具體方法為了減少區(qū)段運(yùn)輸巷和區(qū)段回風(fēng)巷之間的煤柱損失，近年來采用、推廣無煤柱開采。無煤柱開采就是緊貼采空區(qū)，保留和維護(hù)上一區(qū)段的運(yùn)輸巷作為下區(qū)段的回風(fēng)巷，其間不留煤柱，故稱為沿空留巷。沿空留巷一般適應(yīng)于開采緩傾斜和傾斜、厚度在2.5米以下的薄及中厚煤層。具體方法主要有：1、砌筑肝石帶。隨著回采工作面的推進(jìn)，在巷道上幫砌筑2米左右寬的肝石帶，以便維護(hù)區(qū)段運(yùn)輸巷。2、支設(shè)密集支柱或木垛。在巷道上幫靠近采空區(qū)處，隨著工作面的推進(jìn)，及時(shí)支設(shè)單排或雙排的密集支柱或木垛。3、加固原巷道的金屬支架。隨著工作面的推進(jìn)，保持超前工作面*米，在運(yùn)輸巷的金屬支架中支設(shè)中柱，回掉上幫腿，并

2、沿走向支設(shè)托梁，托住金屬棚梁。維護(hù)好端頭，以便工作面輸送機(jī)頭向前移。當(dāng)輸送機(jī)移過后，在工作面后方再支設(shè)上幫腿，并在金屬支架之間靠采空區(qū)一側(cè)支設(shè)密集支柱，掛笆擋肝，然后放頂。4、采用硬石膏充填帶。在巷道靠近采空區(qū)一側(cè)，采用天然的或人工硬石膏(硫酸鈣)，與速凝水泥作剛性充填帶，這樣既可支撐頂板維護(hù)巷道，又可隔離采空區(qū)，對(duì)減少自然發(fā)火危險(xiǎn)和改善通風(fēng)狀況有利，但造價(jià)較高，在國(guó)內(nèi)尚未廣泛使用。沿空留巷(gob-sideentryretaining)采煤工作面后沿采空區(qū)邊緣維護(hù)原回采巷道。為了回收傳統(tǒng)采礦方式中留設(shè)的保安煤柱。采用一定的技術(shù)手段將上一區(qū)段的順槽重新支護(hù)留給下一個(gè)區(qū)段使用。這種留巷的做法是沿

3、著采空區(qū)邊緣在原順槽位置保留就稱為沿空留巷。沿空留巷可以最大限度回收資源。避免煤體損失。目錄1.1. 問題的提出1.1.1.國(guó)外代表1.1.2. 我國(guó)典范1.2.1. 現(xiàn)實(shí)意義1.2.2. 戰(zhàn)略意義1.3.無煤柱采礦經(jīng)歷2 .沿空留巷技術(shù)現(xiàn)狀2.1. 密集支架形式基本不可取2.2. 肝石堆垛方式應(yīng)該淘汰2.3. 砌體墻法存在缺陷2.4. 高水高效充填支護(hù)法事倍功半2.5. 現(xiàn)澆混凝土隔墻法實(shí)踐證明較好2.5.1.大型自移式沿空留巷充填支架2.5.2. 桶柱方式巷幫支護(hù)法2.5.3. 膏體混凝土2.5.4. 柔模支護(hù)技術(shù)2.6. 現(xiàn)澆混凝土隔墻技術(shù)評(píng)價(jià)2.7. 封閉注漿砌筑技術(shù)3 .沿空留巷技術(shù)

4、分析3.1. 沿空巷道頂部礦壓特征3.3.1.頂板宏觀表現(xiàn)3.1.2. 頂部微觀表現(xiàn)3.1.3. 頂板力學(xué)表現(xiàn)3.2. 沿空留巷支護(hù)對(duì)策4.1. 封閉注漿砌筑技術(shù)方案4.2.封閉模鑄砌體技術(shù)特點(diǎn)4.3. 封閉模鑄砌體沿空留巷隔墻優(yōu)點(diǎn)4.4. 封閉模鑄砌體工程特點(diǎn)1.1. 問題的提出1.1.1.國(guó)外代表1.1.2. 我國(guó)典范1.2.1. 現(xiàn)實(shí)意義1.2.2. 戰(zhàn)略意義1.3.無煤柱采礦經(jīng)歷2.沿空留巷技術(shù)現(xiàn)狀2.1. 密集支架形式基本不可取2.2. 肝石堆垛方式應(yīng)該淘汰2.3. 砌體墻法存在缺陷2.4. 高水高效充填支護(hù)法事倍功半2.5. 現(xiàn)澆混凝土隔墻法實(shí)踐證明較好2.5.1.大型自移式沿空留

5、巷充填支架2.5.2. 桶柱方式巷幫支護(hù)法2.5.3. 膏體混凝土2.5.4. 柔模支護(hù)技術(shù)2.6. 現(xiàn)澆混凝土隔墻技術(shù)評(píng)價(jià)2.7.封閉注漿砌筑技術(shù)3.沿空留巷技術(shù)分析3.3.沿空巷道頂部礦壓特征3.3.1.頂板宏觀表現(xiàn)3.3.2.頂部微觀表現(xiàn)3.3.3.頂板力學(xué)表現(xiàn)3.4.沿空留巷支護(hù)對(duì)策4.1.封閉注漿砌筑技術(shù)方案4.2.封閉模鑄砌體技術(shù)特點(diǎn)4.3.封閉模鑄砌體沿空留巷隔墻優(yōu)點(diǎn)4.4.封閉模鑄砌體工程特點(diǎn)展開編輯本段1.1.問題的提出1.1.1. 國(guó)外代表上世紀(jì)60年代英國(guó)、德國(guó)開始采用。這些發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視這種一次性能源的開采。分別采用前進(jìn)式和后退式的工作面沿空留巷方法以實(shí)現(xiàn)無煤柱開采。

6、現(xiàn)在基本普及無煤柱開采。國(guó)外目前主要以無機(jī)有機(jī)混合結(jié)構(gòu)形式結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)骨架實(shí)施沿空留巷隔墻。我國(guó)上世紀(jì)70年代引進(jìn)使用，那時(shí)候因?yàn)榻?jīng)濟(jì)基礎(chǔ)等因素影響，所采用的方法都沒有廣泛適應(yīng)性。后期出現(xiàn)的高水材料”成本過高、強(qiáng)度和耐久性不足、特別是沒有掌握礦山壓力規(guī)律，從根本上扭轉(zhuǎn)巷道維護(hù)困難的局面而沒有得到推廣。1.1.2. 我國(guó)典范從20世紀(jì)90年代淮南礦業(yè)集團(tuán)為了治理瓦斯，堅(jiān)持實(shí)施科學(xué)創(chuàng)新開采。在袁亮院士帶領(lǐng)下，淮南在實(shí)現(xiàn)充填材料更新、充填工藝及裝備機(jī)械化的基礎(chǔ)上，成功的采用沿空留巷，實(shí)現(xiàn)了煤與瓦斯同采。在較好的解決了回采工作面推進(jìn)上隅角瓦斯積聚以及在高應(yīng)力區(qū)掘巷引發(fā)的瓦斯突出和瓦斯爆炸事故的同時(shí)，把沿

7、空留巷無煤柱開采推進(jìn)到了一個(gè)新的發(fā)展階段。實(shí)踐證明，無煤柱開采方案實(shí)踐可有效地控制瓦斯爆炸、沖擊地壓等相關(guān)事故的發(fā)生。通過對(duì)巖層運(yùn)動(dòng)和礦山壓力發(fā)展變化規(guī)律的研究，正確的進(jìn)行巷道礦壓控制設(shè)計(jì)以及解決好巷道掘進(jìn)和維護(hù)期間老塘透風(fēng)問題，完全能夠控制原煤柱護(hù)巷方案產(chǎn)生的重大事故。在掌握了沿空留巷的內(nèi)在本質(zhì)的基礎(chǔ)上，西安科技大學(xué)惠興田課題組認(rèn)真分析近年沿空留巷研究成果。專注于及時(shí)和高強(qiáng)兩方面兼顧上上下功夫。在此基礎(chǔ)上研究并發(fā)明了封閉模鑄砌體結(jié)構(gòu)。這種隔墻技術(shù)由于采用預(yù)制混凝土技術(shù)作為隔墻高強(qiáng)內(nèi)核使得隔離墻具有早期高強(qiáng)度，以注漿技術(shù)的密閉和充填性作為支護(hù)的及時(shí)性可以保證砌體墻體既有嚴(yán)密的封閉性又能夠及時(shí)貼

8、頂支護(hù)。這種技術(shù)一次解決了現(xiàn)有混凝土隔墻技術(shù)無法解決的及時(shí)性和高強(qiáng)度問題。而且成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于一般泵送混凝土的成本。對(duì)沿空留巷具有代表意義的專利技術(shù)：發(fā)明3項(xiàng)：一種剛?cè)釓?fù)合結(jié)構(gòu)模板及其沿空留巷隔墻施工方法；可變彈性接頂模板及其施工方法；用于沿空留巷的綜合一體機(jī)及其施工方法。實(shí)用新型2項(xiàng)：一種沿空留巷砌筑隔離墻使用的復(fù)合模板；一種變形內(nèi)胎模板。1.2.無煤柱開采意義減少巷道掘進(jìn)量緩解接續(xù)緊張；節(jié)約掘進(jìn)費(fèi)用提高綜合經(jīng)濟(jì)效益煤炭全部回收一一延長(zhǎng)礦井壽命，提高社會(huì)效益上世紀(jì)沿空留巷技術(shù)方案缺陷阻礙了該項(xiàng)技術(shù)實(shí)施近十年混凝土技術(shù)的成熟為沿空留巷打下良好基礎(chǔ)1.2.1. 現(xiàn)實(shí)意義減少巷道掘進(jìn)量一一緩解接續(xù)緊張

9、；提高綜合效益1.2.2. 戰(zhàn)略意義開發(fā)煤炭資源；提高煤炭回收率推行無煤柱開采，不僅對(duì)生產(chǎn)礦井進(jìn)行技術(shù)改造、緩和采掘關(guān)系和延長(zhǎng)礦井壽命具有現(xiàn)實(shí)意義，而且也是使煤炭企業(yè)改善安全條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，增產(chǎn)、增盈減虧的主要途徑之一。根據(jù)我國(guó)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)前的技術(shù)水平，目前推行的無煤柱開采護(hù)巷分為沿空留巷、沿空掘巷、跨采和預(yù)采無煤柱護(hù)巷以及在采空區(qū)內(nèi)形成巷道四種形式，其中沿空留巷這種無煤柱護(hù)巷方式如果實(shí)施技術(shù)方案合理的話在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上有更多優(yōu)越性，具有廣泛意義，因而對(duì)于條件適合的礦井都應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用。編輯本段1.3.無煤柱采礦經(jīng)歷上世紀(jì)60年代世界一些主要產(chǎn)煤國(guó)家為了達(dá)到少掘巷道、增加煤炭資源回收率、增加

10、生產(chǎn)的連續(xù)性和提高礦井的經(jīng)濟(jì)效益目的，而采用往復(fù)式"Z'形開采，前進(jìn)式和后退式的工作面沿空留巷方法以實(shí)現(xiàn)無煤柱開采。對(duì)沿空留巷的礦壓顯現(xiàn)、適用條件、合理支護(hù)形式及新型支護(hù)材料等都進(jìn)行了大量研究。在這方面做得較多的是前蘇聯(lián)、德國(guó)、英國(guó)、波蘭等國(guó)家。這些發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視這種一次性能源的開采。現(xiàn)在基本普及無煤柱開采。國(guó)外目前主要以無機(jī)有機(jī)混合結(jié)構(gòu)形式結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)骨架實(shí)施沿空留巷隔墻。我國(guó)上世紀(jì)70年代引進(jìn)使用，那時(shí)候因?yàn)榻?jīng)濟(jì)基礎(chǔ)等因素影響，所采用的方法都沒有廣泛適應(yīng)性。后期出現(xiàn)的高水材料”成本過高、強(qiáng)度和耐久性不足、特別是沒有掌握礦山壓力規(guī)律，從根本上扭轉(zhuǎn)巷道維護(hù)困難的局面而沒有得到

11、推廣。我國(guó)從薄煤層到厚煤層，從緩傾斜煤層到急傾斜煤層，都已有沿空留巷的成功經(jīng)驗(yàn)。但是，在沿空留巷研究與應(yīng)用中仍存在著不足之處，使得一些礦井在應(yīng)用沿空留巷技術(shù)中沒有取得預(yù)期的效果，并限制了沿空留巷技術(shù)在我國(guó)更廣泛的推廣。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國(guó)一些礦區(qū)在沿空留巷方面取得了可喜成績(jī)。一些礦井取得了非?？陀^的經(jīng)濟(jì)效益。沿空留巷技術(shù)正處在一個(gè)急速起步的黃金時(shí)代。編輯本段2.沿空留巷技術(shù)現(xiàn)狀在幾十年的研究應(yīng)用中，該領(lǐng)域的成功與失敗并存，我們分析這些經(jīng)驗(yàn)歸結(jié)如下：編輯本段2.1.密集支架形式基本不可取沿空留巷在上世紀(jì)研究初期基本上都是以支架形式完成。那時(shí)候各種支架形式的應(yīng)用曾經(jīng)解決過許多回采工作面的無煤柱采

12、煤?jiǎn)栴}。但都是應(yīng)用到一些采面地壓相對(duì)較小并且煤層賦存條件較好的無自然發(fā)火的低瓦斯礦井。而且應(yīng)用情況也不能令人滿意。這種方式因?yàn)橹ёo(hù)材料品種多，工作量大，支護(hù)效果差，采空區(qū)隔離效果差等問題現(xiàn)在很少應(yīng)用。編輯本段2.2.肝石堆垛方式應(yīng)該淘汰肝石堆垛法是一種看似簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的做法，但因?yàn)樵摲椒ú荒苓_(dá)到及時(shí)有效支撐頂板，容易造成頂板過量下沉導(dǎo)致巷道不利于回采工作。這種方式雖然材料單價(jià)低，但會(huì)消耗大量的人力，而且隔離效果很差，因此適應(yīng)面很小。一些好的方法的出現(xiàn)會(huì)加速這一方法的淘汰。編輯本段2.3.砌體墻法存在缺陷采用預(yù)制塊砌墻可以克服上述2.1和2.2節(jié)所述密集柱和肝石堆垛的許多缺陷，能夠基本形成一道隔離采

13、空區(qū)的密閉墻體。但該方法還是不能解決墻體與頂板的接頂問題，往往會(huì)造成頂板過量離層使得支護(hù)效果不佳。應(yīng)該在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。編輯本段2.4.高水高效充填支護(hù)法事倍功半隨工作面在采空區(qū)所在一側(cè)構(gòu)筑巷幫充填體形成巷幫支護(hù)帶。該支護(hù)方法一般使用材料強(qiáng)度低，用量大且不能有效控制直接頂?shù)碾x層和及時(shí)切斷直接頂，不利于保持巷道的穩(wěn)定性。同時(shí),由于成本高，支護(hù)效果差，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用很少見。該方法的最大優(yōu)點(diǎn)是充填范圍大，適應(yīng)性廣，施工機(jī)械化程度高。該方法的最大缺點(diǎn)是：支護(hù)強(qiáng)度低很難適應(yīng)沿空巷道的高壓突變性；材料成本很高。編輯本段2.5.現(xiàn)澆混凝土隔墻法實(shí)踐證明較好經(jīng)過近幾年實(shí)踐證明，混凝土墻體雖然有價(jià)材料用量大。但

14、該方法適應(yīng)性廣，承載力高，能夠形成足夠的切頂強(qiáng)度，安全可靠?，F(xiàn)在已經(jīng)被廣泛接受?；炷翂Φ娜秉c(diǎn)在于其比較高的工程費(fèi)用和施工的復(fù)雜性以及強(qiáng)度上升的速度不能適應(yīng)高產(chǎn)高效礦井工作面。還有一些施工方法不能保證墻體及時(shí)緊密貼頂。這種技術(shù)方案的施工方法主要有：2.5.1. 大型自移式沿空留巷充填支架該支架大大提高了沿空留巷的安全性，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，支架獨(dú)立性、靈活性強(qiáng)、適應(yīng)性以及安全性強(qiáng)，使用效果好。缺陷：混凝土結(jié)構(gòu)施工完成后不能緊貼頂板，導(dǎo)致頂板離層，增加了留巷維護(hù)費(fèi)用。2.5.2. 桶柱方式巷幫支護(hù)法桶柱間距為1.41.8米，桶柱施工數(shù)量少，降低了工作量，施工速度快，減少了對(duì)工作面生產(chǎn)的影響，保障了工作面

15、的正常推進(jìn)，桶柱內(nèi)混凝土的標(biāo)號(hào)到300#,其試件抗壓極限強(qiáng)度為30Mpa"，直徑為600660mm的混凝土桶柱的最大支撐力可以達(dá)到976OkN。但封閉采空區(qū)不方便。效果比整體混凝土墻體差。2.5.3. 膏體混凝土膏體混凝土，其主要成分是硅酸鹽水泥、砂、粉煤灰及膏體混凝土外加添加劑。凝固速度快、早強(qiáng)的特制充填體，其最大強(qiáng)度能達(dá)到2MPa。充填體寬2.5m,高3.4m。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是膏體狀便于施工。缺點(diǎn)是強(qiáng)度和采礦關(guān)系的不協(xié)調(diào)性，導(dǎo)致材料用量大很多。2.5.4. 柔模支護(hù)技術(shù)柔模支護(hù)技術(shù)由西安科技大學(xué)研發(fā)而成。成功應(yīng)用于10余礦，目前正在推廣應(yīng)用。將此技術(shù)應(yīng)用到煤礦井下作為充填墻體是煤

16、礦技術(shù)的進(jìn)步。柔模泵注混凝土沿空留巷支護(hù)技術(shù)通過省級(jí)科技成果鑒定，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。為西安科技大學(xué)專利技術(shù)。這一技術(shù)的應(yīng)用使得現(xiàn)澆混凝土技術(shù)在沿空留巷的施工工藝得到簡(jiǎn)化。編輯本段2.6.現(xiàn)澆混凝土隔墻技術(shù)評(píng)價(jià)在過去的沿空留巷實(shí)施中，失敗比成功多。因此對(duì)沿空留巷技術(shù)產(chǎn)生了副作用，大多數(shù)人失去信心。通過近幾年的研究終于使人們認(rèn)識(shí)到過去沿空留巷的失誤多是因?yàn)楦綦x墻的強(qiáng)度和支護(hù)接頂問題造成的。近幾年現(xiàn)澆混凝土技術(shù)隔墻的應(yīng)用給沿空留巷技術(shù)帶來了新的生機(jī)?；炷恋南忍斓膬?yōu)勢(shì)能夠滿足工程需要。雖然混凝土是目前理想的隔墻方法，但還是有一些不足。目前混凝土施工中的主要缺陷是：l使用鋼模板的各種支架或模板都存在模

17、板漏漿，影響施工質(zhì)量；l鋼模板很難解決墻體接頂問題，容易造成頂板與墻體之間形成不均勻空縫，容易造成頂板過量下沉導(dǎo)致支護(hù)效果大打折扣；l現(xiàn)澆混凝土強(qiáng)度需要28天的最終強(qiáng)度，任何添加劑也只能保證先期強(qiáng)度的上升。并不能保證任何情況下完全滿足回采動(dòng)壓的需要，因此，只能靠加大混凝土墻體尺寸解決，造成混凝土的浪費(fèi)；編輯本段2.7.封閉注漿砌筑技術(shù)肝石充填雖然支護(hù)效果差，但具方便簡(jiǎn)單廉價(jià)特征；換句話說，只要能夠克服肝石充填法的支護(hù)貼頂初撐力問題，就會(huì)形成一種廉價(jià)高效的沿空留巷技術(shù)方法。砌體結(jié)構(gòu)雖然材料用量大，運(yùn)輸施工都有不便，但具有較大變形情況下的較高初撐抵抗能力。換句話說，只要能夠提高砌體結(jié)構(gòu)的初撐能力，

18、這種具有初撐能力的砌體結(jié)構(gòu)將會(huì)比現(xiàn)澆混凝土更優(yōu)秀。由西安科技大學(xué)惠興田發(fā)明的封閉模鑄砌體混凝土技術(shù)就是為了克服上述兩種方法的缺陷產(chǎn)生的一種全新的隔離墻結(jié)構(gòu)。封閉注漿指的是將砌體干砌成到一個(gè)封閉的袋模具內(nèi)形成一個(gè)袋模包裹的干砌體結(jié)構(gòu)，然后通過高壓將水泥漿體注入這個(gè)封閉到袋模中的干砌體的細(xì)小空隙內(nèi)形成一個(gè)具有強(qiáng)力支撐力的新的混凝土結(jié)構(gòu)。因此，這樣的砌體施工技術(shù)具有幾個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：預(yù)制砌塊能夠保證最佳混凝土效果，比現(xiàn)場(chǎng)泵注的自密實(shí)混凝土墻提高20%;砌體預(yù)制混凝土塊對(duì)頂板提高及時(shí)強(qiáng)大的被動(dòng)初撐力，可以減少墻體厚度15%,保證沿空留巷的安全性；注漿砌縫在3-7天內(nèi)能夠提供一定的讓壓特性釋放切頂時(shí)候的礦壓

19、峰值；施工快速，效果直觀，可靠性是目前所有形式中最好的編輯本段3.沿空留巷技術(shù)分析沿空礦壓特點(diǎn)實(shí)際上礦壓的演化在采空區(qū)側(cè)煤體內(nèi)是一個(gè)隨時(shí)間和距離變化的函數(shù)。沿空巷道是處在采面后側(cè)。位于采礦區(qū)后側(cè)的煤體內(nèi)礦壓是空間和時(shí)間的函數(shù)。從縱向空間的觀察來看，工作面后側(cè)煤體順沿空巷道向后煤體中礦壓的變化是距離的函數(shù)。從以往的研究成果看，采面后側(cè)15-30米是礦壓急劇上升區(qū)域。從橫向觀察來看，采空區(qū)外側(cè)煤體礦壓分布是采空區(qū)外側(cè)煤體內(nèi)礦壓表現(xiàn)沿空側(cè)煤體在采面剛過后的礦壓表現(xiàn)以時(shí)間的觀點(diǎn)來看，煤體中的每一點(diǎn)要經(jīng)受超前壓力、采動(dòng)礦壓和采面過后又一次老空垮落礦壓。沿空巷道礦壓分析作為沿空留巷的最為關(guān)鍵的是研究支撐隔

20、離帶上部頂板的礦壓特征，以確定合理的支護(hù)形式和支護(hù)強(qiáng)度。研究留巷頂板的礦壓特征以確定合理的順槽初期支護(hù)方案和支護(hù)參數(shù)。沿空巷道頂部要經(jīng)受礦壓分布，掘進(jìn)動(dòng)壓，回采超前動(dòng)壓外，更嚴(yán)重的是要經(jīng)受回采后側(cè)礦壓的又一次劇變動(dòng)壓后保持穩(wěn)定性。一般順槽在經(jīng)受回采動(dòng)壓后就遭到嚴(yán)重破壞，在采空區(qū)后側(cè)采空區(qū)垮落形成的劇烈礦壓過程中徹底崩潰形成垮落。編輯本段3.3.沿空巷道頂部礦壓特征沿空隔離墻體上部頂板礦壓力學(xué)表現(xiàn)是我們?cè)O(shè)計(jì)隔離墻的基礎(chǔ)。3.3.1.頂板宏觀表現(xiàn)煤層開采后采空頂板的活動(dòng)跟支護(hù)狀況有關(guān)。采面過后支撐頂板會(huì)使頂板巖層折斷。這一過程決定于支護(hù)方式和支護(hù)強(qiáng)度。由于沿空巷道一般要經(jīng)過4次礦壓顯現(xiàn)。沿空巷道的

21、圍巖變化是非常復(fù)雜的。頂板離層和老頂折斷理論可以方便的說明沿空巷道后支撐墻體結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度對(duì)巷道穩(wěn)定性的影響。用什么支撐？我們一直不慷慨！是不是不掏錢能夠?qū)崿F(xiàn)？不同支撐強(qiáng)度使得頂板形成不同形式的垮落3.3.2.頂部微觀表現(xiàn)掘進(jìn)期間穩(wěn)定平衡微量離層回采超前動(dòng)壓影響掘進(jìn)支護(hù)圖4?7回采巷道生命周期采面采面采面3.3.3.頂板力學(xué)表現(xiàn)靜力平衡過程：在掘進(jìn)過程中，剛暴露的頂板會(huì)具有向巷道內(nèi)部移動(dòng)變形的趨勢(shì)，這時(shí)候頂板還是處于原巖狀態(tài)，內(nèi)部沒有明顯的裂隙和層理離層。在經(jīng)歷數(shù)小時(shí)后，頂板開始產(chǎn)生較大位移，頂部巖層離層開始產(chǎn)生明顯裂隙，這種微小的離層裂隙是一般支護(hù)都無法阻止的。掘進(jìn)過程中這種巖體位移的新的平衡一

22、般需要數(shù)天到數(shù)月甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。一般巖體能夠在一個(gè)星期達(dá)到一個(gè)相對(duì)平衡?；夭蓜?dòng)態(tài)平衡回采期間超前動(dòng)壓，周期來壓，支架動(dòng)壓，后巷動(dòng)壓平衡。在動(dòng)壓平衡的幾個(gè)階段中，每一個(gè)過程都是對(duì)支護(hù)體系的一次考驗(yàn)。圖4?8沿空巷道生命周期全過程回采過程動(dòng)壓影響采面掘進(jìn)期間穩(wěn)定平衡微量離層回采超前動(dòng)壓影響掘進(jìn)支護(hù)采面采面采面支架動(dòng)壓影響后支撐后采空動(dòng)壓后支撐材料力學(xué)特征圖4?8幾種不同性質(zhì)材料力學(xué)特性巖石抗壓巖石抗拉鋼材抗壓抗拉235-540Mpa10-60Mpa0.2-1Mpa圖4?10同一個(gè)坐標(biāo)系的巖石和鋼材特性上述圖3?9同一個(gè)坐標(biāo)系的巖石和鋼材特性給我們揭示了：l鋼材的強(qiáng)度能夠?qū)r體加固的原因是其高強(qiáng)度；

23、l鋼材必須和巖土變形一致才能夠起作用，而且作用很小；l只有高預(yù)應(yīng)力鋼材才能夠很好的對(duì)巖體起到加固作用；沿空后巷砌墻必須緊貼巷道頂板才能有效支護(hù)巷道編輯本段3.4.沿空留巷支護(hù)對(duì)策圖4?11沿空巷道支撐強(qiáng)度影響支架動(dòng)壓影響后支撐后采空動(dòng)壓后支撐后采空動(dòng)壓高強(qiáng)支撐上述沿空礦壓特點(diǎn)，沿空巷道礦壓分析，沿空頂部礦壓特征全面分析了沿空巷道相關(guān)工程和力學(xué)問題。根據(jù)分析結(jié)果提升如下原則：l順槽掘進(jìn)過程支護(hù)必須及時(shí)減少頂板暴露時(shí)間l支護(hù)必須施加足夠的預(yù)應(yīng)力一一減少頂板離層l頂板應(yīng)該使用強(qiáng)力鋼帶一一以增加橫向約束力和群錨效應(yīng)l沿空巷道后支護(hù)結(jié)構(gòu)必須足夠強(qiáng)大一一以抵抗巷道后期2次動(dòng)壓l沿空巷道后支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)該有貼頂

24、能力一一以形成強(qiáng)力對(duì)抗支護(hù)減少頂板過量下沉l沿空巷道后支護(hù)可以采用注漿技術(shù)加固頂板一一以提高頂板完整性對(duì)沿空留巷支護(hù)對(duì)策的總結(jié)可以一句話：l一語道破天機(jī)，強(qiáng)度決定留巷！5.封閉模鑄砌體混凝土沿空留巷隔離墻新專利簡(jiǎn)介現(xiàn)澆混凝土隔離墻是現(xiàn)有技術(shù)中適應(yīng)性最廣，應(yīng)用最可靠的方法。但其施工中還有不足。分析如下：剛性模板現(xiàn)澆混凝土不能很好的解決墻體貼頂問題。為解決此問題，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)在2007年和西安科技大學(xué)在2009年曾經(jīng)發(fā)明了不同形式的柔性袋裝泵送混凝土施工技術(shù)給沿空留巷帶來新的生機(jī)。各種現(xiàn)澆混凝土不能解決采動(dòng)礦壓的及時(shí)支撐問題。比如，一些工作面回采速度達(dá)到每日5-10m,需要墻體能夠在3-5天達(dá)到最

25、大承載力。這不符合混凝土的強(qiáng)度上升規(guī)律。由上分析可知：這種袋注自密實(shí)混凝土與一般剛性模板混凝土技術(shù)比起來具有優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用取得巨大成功。但這一技術(shù)其混凝土初期的抗壓強(qiáng)度的不足、自密實(shí)的強(qiáng)度損失缺陷以及柔性模板強(qiáng)度等問題還需要進(jìn)一步的技術(shù)創(chuàng)新。分析了國(guó)內(nèi)外沿空留巷技術(shù)和實(shí)踐的發(fā)展現(xiàn)狀，研究了目前沿空留巷隔離墻帶支護(hù)技術(shù)方法和實(shí)踐。經(jīng)過幾十年的研究我們認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)的幾種方法失敗的原因是隔離結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與實(shí)際需要相差太遠(yuǎn)。沿空隔墻需要足夠強(qiáng)度承載采空區(qū)邊緣的切頂壓力。傳統(tǒng)的支架支柱，預(yù)制水泥砌塊和肝石被動(dòng)充填不能很好的實(shí)現(xiàn)支護(hù)效果，不能滿足控頂和密封的需要。其原因都是因?yàn)闆]有足夠的支護(hù)強(qiáng)度以至于使

26、采空側(cè)產(chǎn)生切頂。現(xiàn)澆混凝土技術(shù)方案能夠在采礦條件允許情況下（回采速度適合）能最大限度的滿地強(qiáng)度的要求，只有支護(hù)施工工藝合理就能夠及時(shí)切頂。在近幾年的實(shí)踐中混凝土被認(rèn)為是當(dāng)今最為理想的方案。因此，沿空留巷的關(guān)鍵技術(shù)是：高強(qiáng)度，墻外切頂。保證頂板完整性的同時(shí)讓壓力向深部轉(zhuǎn)移。嚴(yán)密封，稍微讓壓。保證墻體完整性的同時(shí)嚴(yán)格密封采空區(qū)。施工工藝簡(jiǎn)單可靠。編輯本段4.1.封閉注漿砌筑技術(shù)方案封閉注漿砌筑技術(shù)是為了克服袋注混凝土早期強(qiáng)度低、成本高施工效率低而開發(fā)的肝石充填雖然支護(hù)效果差，但具方便簡(jiǎn)單廉價(jià)特征；換句話說，只要能夠克服肝石充填法的支護(hù)貼頂初撐力問題，就會(huì)形成一種廉價(jià)高效的沿空留巷技術(shù)方法。砌體結(jié)構(gòu)

27、雖然材料用量大，運(yùn)輸施工都有不便，但具有較大變形情況下的較高初撐抵抗能力。換句話說，只要能夠提高砌體結(jié)構(gòu)的初撐能力，這種具有初撐能力的砌體結(jié)構(gòu)將會(huì)比現(xiàn)澆混凝土更優(yōu)秀。封閉注漿指的是將砌體干砌成到一個(gè)封閉的袋模具內(nèi)形成一個(gè)袋模包裹的干砌體結(jié)構(gòu)，然后通過高壓將水泥漿體注入這個(gè)封閉到袋模中的干砌體的細(xì)小空隙內(nèi)形成一個(gè)具有強(qiáng)力支撐力的新的混凝土結(jié)構(gòu)。因此，這樣的砌體施工技術(shù)具有：預(yù)制砌塊能夠保證最佳混凝土效果，比現(xiàn)場(chǎng)泵注的自密實(shí)混凝土墻的提高20%;砌體預(yù)制混凝土塊對(duì)頂板提高及時(shí)強(qiáng)大的被動(dòng)初撐力，可以減少墻體厚度15%,保證沿空留巷的安全性；注漿砌縫在3-7天內(nèi)能夠提供一定的讓壓特性釋放切頂時(shí)候的礦壓

28、峰值；施工快速，效果直觀，可靠性是目前所有形式中最好的封閉模鑄專利技術(shù)中，封閉模鑄砌體技術(shù)具有施工方便簡(jiǎn)單，成本的，支護(hù)強(qiáng)度高，密閉性好，設(shè)備投資小等優(yōu)點(diǎn)。因此，在王斜礦實(shí)施沿空留巷選擇封閉模鑄砌體技術(shù)。沿空留巷技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵就決定于砌墻技術(shù)的完善性。在研究了國(guó)內(nèi)外沿空留巷技術(shù)和目前國(guó)內(nèi)使用效果最好的混凝土隔墻技術(shù)的基礎(chǔ)上。西安科技大學(xué)惠興田教授科研團(tuán)隊(duì)2009年至2010年發(fā)明了滑模泵鑄混凝土、復(fù)合模鑄隔墻和封閉模鑄砌體沿空留巷隔墻技術(shù)3項(xiàng)專利。特別推薦的模鑄砌體結(jié)構(gòu)因?yàn)榧夹g(shù)思路簡(jiǎn)潔直觀，施工工藝簡(jiǎn)化，投資小，容易上馬是現(xiàn)代沿空留巷隔墻技術(shù)上的大的創(chuàng)舉。4.2. 封閉模鑄砌體技術(shù)特點(diǎn)利用預(yù)制混凝土工藝質(zhì)量穩(wěn)定可靠強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，以砌塊作為墻體硬質(zhì)內(nèi)核以便形成高強(qiáng)內(nèi)核支撐動(dòng)壓和頂板突變；保證沿空留巷的安全性。利用纖維可變彈性的優(yōu)點(diǎn)作為復(fù)合模板的