xx煤矿yy工作面机巷柔模注浆沿空护巷方案Word下载.docx

1、工作面支护采用ZY4000/09/21型支撑掩护式液压支架支护；采煤工作面生产按“三八”制正规循环组织生产，两采一准，每班割煤4刀，每刀截深0.6m，日割煤8刀，日推进度为4.8m。日生产能力为1700吨,月推进度为120m，月生产能力为4万吨。2.沿空掘巷与沿空护巷选择2.1沿空掘巷施工方案方案1：留设保护煤柱进行沿空掘巷在工作面开采后，采空区矸石自然跨落充填yy机巷，在yy机巷下方留设5m保护煤柱，由yy机巷尾端开口施工煤巷，作为3133工作面的风巷使用；由于原yy机巷掘进施工时抽放钻孔控制范围不足，需要上区域防突措施，共计需要补钻孔300个，钻孔工程量23100m。沿空掘巷施工直接费用明

2、细表方案编号项目单价费用合计备注方案1增设溜煤系统煤仓施工费241.72元/方6.04万1026.26万（6841.7元/m）容量250m3（含人工，炸药雷管等材料费用）煤仓浇筑560元/方2.69万48 m3（含人工材料）钢材（工字钢铁板等）3600元/吨4.54万元12.6吨（含平台钢板，篦子所使用钢材等）铺设钢材人工费用1.4万给矸机（溜煤嘴）33000元/台6.6万元两台溜煤嘴安装及平台施工人工费1.2万溜煤眼67m3000元/m20.1万巷道230m4435.87元/m102.02万掘进230m，直接费用（含人工、材料、通风、电费等）巷道掘进3907.07元/m586.07万掘进15

3、00m直接费用（含人工、材料、通风、电费等）施工钻孔128m295.6万23100m少回收煤量5*1.6*1500*1.45=17400吨方案2：无保护煤柱进行沿空掘巷在工作面开采后，采空区矸石自然跨落充填yy机巷内，再对yy机巷内跨落的矸石进行注浆充填，使yy机巷内跨落的矸石形成一个整体。然后再在yy机巷跨落的矸石下方延煤层掘进一条巷，作为3133工作面的风巷使用，采用此掘进方式，掘进巷道在自然释放范围内，不需要上区域防突措施；巷道设计长度为1500m，为了保证在掘进过程中的安全及巷道顶板支护的质量，只进行回采工作时需要对跨落的矸石进行注浆，预计每米注浆量为3.5m3。方案21124.45万

4、（7496.4元/m）巷道注浆751元/ m3393.8万每米注浆3.5m3方案3：在原机巷位置进行沿空掘巷在工作面开采后，采空区矸石自然跨落充填yy机巷，再对yy机巷内跨落的矸石以及yy机巷采空区侧5m范围内进行注浆充填，使yy机巷内跨落的矸石以及机巷上方5m范围以内跨落的矸石形成一个整体。然后再在原yy机巷位置通过掘进充填的岩石头成巷，作为3133工作面的风巷使用，巷道设计长度为1500m，该方案每米需要注浆量约为6.4m3。方案3架料巷道施工费用5959.8元/m893.97万元1614.87（10765.8元/m）720.9万元每米注浆6.4m3控制巷道以外3-5m。沿空掘进各方案布置

5、图2.2沿空掘巷与沿空护巷选择综合上述三个方案，采用沿空掘进巷的方式需要增设溜煤系统，将增设溜煤系统、防突、注浆等费用分摊到掘进延米中，巷道的掘进成本较高，且工作面回收煤量将减少3%,同时掘进巷道需要增加一个头面的施工人员。若采用沿空护巷方式，下区段（3133）工作面开采时将少掘进一条巷道，能缩短工作面接续时间，大量节省材料成本，不仅减少掘进施工队伍，提高回收煤量，而且还可以为下一个工作面开采留有足够的治灾时间；综上所述，矿井yy工作面采用沿空护巷护yy机巷作为3133工作面风巷使用。3.国内外沿空护巷现状根据沿空护巷巷内和巷旁支护方式的演变过程，我国沿空护巷技术的发展历程，大致可分为以下四个

6、阶段。第一阶段，20世纪50年代起，在煤厚1.5m以下的煤层中尝试着用矸石墙作巷旁支护，巷内主要采用木棚支护。由于存在着矸石的沉缩量大、巷内支架变形严重、维护工作量大、工人垒砌矸石的工效低、劳动强度大、安全性差等问题，应用范围受到极大限制。第二阶段，20世纪60年代至70年代，在1.5-2.5m厚的煤层中应用密集支柱、木垛、矸石带、砌块等作为巷旁支护，巷内多采用木棚、工字钢梯形支架支护，沿空护巷取得了一定成功，并得到了一定程度的应用。第三阶段，20世纪 80年代至90年代，在大力推行综合机械化采煤后，随着采高不断增大，我国煤矿工作者在引进、吸收国外的沿空护巷技术的基础上，发展了巷旁充填留巷技术

7、，巷内多采用型钢可缩性金属支架。90年代初期，沿空护巷理论与技术有了较大的发展，但由于巷内支护大多为被动支护，加之巷旁充填技术还不完善，其支护技术难以适应大断面沿空护巷的要求，在90年代中后期，沿空护巷技术的应用范围又呈减少趋势。第四阶段，21世纪以来，随着锚网索支护技术的推广应用和巷旁充填技术的不断完善，多种巷旁充填工艺、充填体材料得到广泛利用，如膏体、泵送混凝土、高水材料及顶板超前预裂爆破成巷技术等，并得到大力推广。部分学者在厚煤层综放工作面进行了沿空护巷技术试验研究，如潞安矿务局常村煤矿 S2-6综放工作面，巷内采用锚梁网索联合支护，巷旁支护运用高水材料充填加上空间锚栓加固网技术，进行综

8、放大断面沿空护巷试验，并取得初步成功。世界上一些主要产煤国家为了达到少掘巷道，增加煤炭资源回收率，增大生产的连续性，达到提高矿井经济效益的目的，采用了往复式Z形开采的沿空护巷方法，分别布置前进式和后退式工作面，以实现无煤柱开采。前苏联、德国、英国、波兰等国家在沿空护巷技术、沿空巷道围岩变形力学机理等方面做了大量的研究工作。AA集团主要沿空护巷方式：（1）煤层倾角50，垮落矸石自然充填及注浆加固。根据国内外沿空护巷发展形式，以及AA集团各矿井成熟的沿空护巷方式，我矿煤层赋存条件及顶底板情况，拟采用砌块或浇筑混凝土进行巷帮支护，超前预裂爆破，采空区矸石自然跨落充填的方式进行沿空护巷。4.沿空护巷支

9、护区域划分yy采煤工作面在推进过程中护yy机巷，作为3133采煤工作面的风巷使用，如图1所示。根据AA集团沿空护巷技术规范研究成果，参考龙滩矿井护巷经验，结合xx煤矿煤层赋存状况实际，确定采用超前预裂爆破成巷、巷帮墙体采用砌块或混凝土浇筑支护工艺沿空护巷。将工作面前后方的机巷和沿空护巷的支护情况分为5区域，分别是工作面前方的原支护区、工作面前方20米范围内的超前支护区、工作面支架及护巷墙体施工6-7m范围内的护巷操作区，工作面后方（护巷支架后方）70米以内的加强支护区、工作面后方70米以外（护巷支架后方）的护巷支护稳定区（详见附图1：yy机巷沿空护巷支护平面布置示意图）。图1：yy机巷沿空护巷

10、支护平面布置示意图4.1原支护区原始支护区为巷道原支护形式，即锚、网、索+钢筋梯联合支护方式，钢筋梯延巷道倾向布置，顶板锚杆间排距0.9m0.8m、长度2.2m，在巷道顶板中间和矮帮位置施工锚索取代锚杆、锚索采用15.24mm的钢绞线、单排锚索间距3.6m、中间位置锚索长度7.8m、矮帮位置锚索长4.3m，两帮锚杆间排距0.9m0.8m、长度1.8m，金属网网孔5cm5cm。（详见附图2：yy机巷原支护断面图）。图2：yy机巷原始支护断面图4.2超前支护区超前支护区为工作面前方20m区域，在巷道顶板完好段采用单体液压支柱配合3m长钢梁分别对巷道高帮和低帮进行加强支护，高帮、低帮支柱间距均为1m

11、，支柱离巷帮不得大于200mm；高帮支柱按照倾角75进行施工，矮帮支柱按照铅垂方向施工，支柱上方采用11#工字钢连接，支柱下方掏至硬底，若无法掏硬底时，脚窝深度不小于200mm；超前支护（切割煤壁至煤壁前方）不小于20m，其支护距离紧随综采支架推移方向循环迈步进行。矮帮支柱采用DW20-300/100X单体液压支柱，高帮支柱采用DW45-250/110X（T）单体液压支柱支柱间距1000mm。（详见附图3:yy机巷超前增加支护断面图）图3：yy机巷护巷超前增加支护断面图4.3护巷操作区护巷操作区为护巷墙体施工操作段，从工作面煤壁位置至工作面支架尾部区域为护巷操作区，长度为6-7m，护巷操作时在

12、工作支架下方进行，当割煤完成，支架向前推移后，护巷墙体末端在处于支架尾部时，必须要先进行护巷墙体施工后方可再次移架，在护巷墙体施工之前必须在支架下方按照间距1m布置单体液压支柱，支护与巷道顶板成75角；护巷墙体采用混凝土模块进行砌筑或混凝土浇筑两种方式，墙体作业在护巷支架下方进行。由于墙体作业在支架下方进行，为了保证墙体作业有足够的空间，支架下缘离巷帮的距离控制在2.3-3m范围之内，经过多方了解，当支架下缘3m范围以内，采煤机均能够实现切割。每次割煤移架后，必须在支架下方每间隔不小于1m布置一排单体液压支柱，支柱与顶板成85角，墙体施工只能在支架下方进行，当墙体砌筑至离工作面煤壁2m时，停止

13、砌墙，待工作面向前推进后，再进行砌墙作业；在工作面向前推移时，支架末端不能迈过砌筑好的墙体，同时要保证墙体末端离煤壁的距离不超过5m，当墙体末端离煤壁超过5m时必须先进行砌墙作业后方可割煤推溜。工作面下出口采用单体液压支柱配合11#工字钢梁进行支护，单体液压支柱按照间排距1m1m进行布置，11#矿工钢长3m，沿巷道走向布置。（详见附图4、5、6、7:yy工作面下出口支护图）附图4：护巷操作区及工作面下出口支护示意图附图5：护巷操作区及工作面下出口支护放大图（最大空顶距离）附图6：工作面下出口支护断面图附图9：护巷操作区及工作面下出口支护放大图（最小空顶距离）4.4加强支护区加强支护区：在护巷墙

14、体施工好后，随着支架向前推移，支架后方（采空区方向）70m范围以内为加强支护区，巷道内的加强支护与工作面前方20m范围内的超前支护相同，即工作面后方70m范围内巷道内的单体液压支柱不撤除；同时在工作面护巷工作完成后，在巷道后方对护巷墙体及巷道顶板上半部进行挂网喷浆作业，网片采用6mm、网格为50mm50mm的铁丝网，网片采用铁丝绑扎在巷道顶上的支护锚杆及锚索上，护巷墙体上网片绑扎在墙体拉杆上，网片绑扎好后再对其进行喷浆，喷浆厚度为50mm，巷道顶板与墙体交接的三角区域喷浆厚度不得低于100mm（详见附图10：护巷加强支护段断面图）。附图10:护巷加强支护段断面图 4.5护巷稳定区护巷稳定区为工

15、作面向前推进后，采空区侧顶板压力稳定后的区域（工作面后方70m区域），在采空区侧顶板压力稳定后方可撤出加强支护所用的单体液压支柱（详见附图11:护巷稳定区支护断面图）。图11：护巷稳定区支护断面5.yy工作面沿空护巷方案5.1沿空护巷支架选择根据3.3护巷操作区节介绍，护巷墙体离工作面煤壁的最小距离为2m，离工作面的最大距离需要根据工作面支架的支护长度进行确定。由于护巷操作在工作面支架下方进行，且为了保证采空区矸石不窜至yy机巷内，所以护巷墙体与工作面支架至少保证有500m的交错长度，所有护巷墙体离工作面煤壁的最大距离=支架支护长度-500mm；根据嘉华机械设计的排头架长度为5.1m，当支架伸

16、缩后，有效的支护长度为4.5m，所有采用嘉华机械设计的普通支架，每次允许护巷最大长度=4.5-0.5（支架与护巷墙体交错长度）-2（护巷墙体离工作面煤壁最短距离）=2m；若采用普通支架，每天需要增加护巷次数方可保证与工作面推进度向配合，从而达不到生产要求；若采用AA开采所设计的护巷支架，支架的有效的支护长度为5.5m，每次允许护巷最大长度=5.5-0.5-2=3m；若每次护巷墙体能够施工3m，每天进行两次护巷墙体施工即可以保证工作面4.8m的日推进度。综上采用AA开采所设计的护巷支架能够更好的满足xx煤矿首采工作面的正常生产。5.2巷帮支护方案制定护巷支架+料石墙体（1）墙体支护设计yy机巷在

17、砌筑护巷墙体之前，先在巷道高帮施工一排锚索，锚索采用锚索 15.24 、 L=7.8m、按照间距1.8m进行布置。护巷墙体底座宽度为1m（底座每0.5m一个台阶找平）、接顶处宽0.5m，底座宽1m墙体高度不低于1m，1m宽墙体砌筑至高1m后逐渐收缩墙体宽度，收缩墙体宽度时只收缩墙体的采空区侧，巷道侧墙体按铅垂布置直至接顶，接顶处墙体宽0.5m（详见附图4），各砌块间用水泥砂浆错缝砌筑。每次砌筑长度主要取决于工作面推进度及砌筑作业制度。本工程每天砌筑一次，一班作业，yy工作面每天推进3m，则每次砌筑长度为3m，砌筑高度为采空区铅垂高度，取平均值为1.84m，实际砌筑高度等于砌筑处顶底板间铅垂高度

18、。要求混凝土砌块墙面距巷旁0.3m，垂直砌筑，与顶板间空隙20cm，其内用木材接顶。各砌块间用水泥砂浆错缝砌筑。沿空护巷支护好后，护巷断面净宽不小于4.2m，高帮净高不得低于4.02m（详见附图12：yy机巷料石墙体增加支护断面图）。图12：yy机巷料石墙体增加支护断面图（2）巷帮及工作面下出口支护工艺施工（支护）工序：安全检查支架下方单体液压支柱支护施工高帮锚索墙体底板找平墙体砌筑工作面割煤移架。每次割煤移架后，必须在支架下方每间隔1m施工一排单体液压支柱，支柱与顶板成85角，墙体砌筑只能在支架下方进行，当墙体砌筑至离工作面煤壁2m时，停止砌墙，待工作面向前推进后，再进行砌墙作业；在工作面向

19、前推移时，为确保支架末端不移过砌筑好的墙体（确保护巷墙体与工作面支架之间有不小于500mm的交错长度），必须保证墙体末端离煤壁的距离不超过5m，当墙体末端离煤壁超过5m时必须先进行砌墙作业后方可割煤推溜，所以每次护巷墙体的砌筑长度为3m（详见附图13：护巷操作区及工作面下出口支护示意图）。工作面下出口采用“一梁三柱”棚式钢梁（单体液压支柱+11#工字钢梁）进行支护,单体液压支柱按照间距1m1m进行布置，11#矿工钢长3m，沿巷道走向布置；棚式钢梁分别布置在巷道的高帮和低帮。附图13：附图14：附图15：工作面下出口增加支护断面图附图16：（3）每米经济指标序号材料名称规格数量价格（元）1混凝土

20、预制块材料费500*200*20062根10元/根620按照龙滩招标价500元/m3折算2木料1200*140*1403根元/根84.63枕木的单价为28.21元/根。3喷浆材料0.6m3430元/ m3258含回弹了，参照矿井发生的喷浆材料费用核算。4炸药2kg6280元吨12.56采购价5雷管2发1.1元发2.26聚能管2根22元/根443m根，pvc管6元m，加工费4元根7人工费用及附加2678按照20（12万/人年）人运料砌墙，年推进度900mm进行核算8220根单支租赁费439通风、电费、运输费323104065.39（4）劳动组织由于砌墙工艺不能很好的与工作面割煤平行作业，因此采用

21、砌墙护巷的施工方式，采用“三.八制”的作业，只有一个班进行护巷墙体砌筑作业，即中、夜班进行割煤作业，早班进行检修及砌墙护巷作业，每班护巷进度最大为3m，因此工作面中、夜班最多割煤5刀，推进度为3m；达不到工作面日推进度4.8m的生产要求，若采用预制混凝土块砌筑墙体的护巷方式只能降低工作面的推进度，减少工作面的产量。柔模注浆+护巷支架（1）柔模注浆支护设计yy机巷护巷墙体采用柔模注浆的方式浇筑墙体，柔模混凝土墙体厚度为1m，高度以工作面采高为准（平均采高为1.6m，柔模高度根据工作面实际采高进行调整），墙体与顶板夹角95，每次柔模浇筑达到初凝后方可推溜移架，柔模墙体施工必须在支架下方进行（详见附

22、图17：柔模墙体支护断面图）。附图17：柔模墙体增加支护断面图（2）柔模注浆施工工艺施工（支护）工序：安全检查底板清收施工顶、底锚杆挂摸钢筋绑扎柔模外缘施工体液压支柱浇筑混凝土清洗输送泵工作面割煤推溜移架支架下方支护清底、打顶底锚杆挂设柔模前先用铁锹将柔模挂设处底板上的矸石、淤泥等杂物清理干净，必须保证此处底板平整；底板平整是保证柔模泵注时内外受力均等、柔模良好成形的先决条件。待清理完毕后在柔模墙对应位置的顶、底板施工顶锚杆和底锚杆，顶锚杆位置为柔模墙体上方，底锚杆位置为柔模墙体下方，锚杆间排距按照1.2m1.5m进行布置，锚杆长度为1.6m，施工好的锚杆用于挂设柔模。挂模 柔模拆包穿插完顶部

23、内外圆钢后必须用扎丝进行绑扎，间隔要求30cm进行绑扎一道。四角用稍长的单股铁丝与圆钢边角进行捆绑，捆绑必须牢固可靠，柔模内中间位置每间隔1m采用一根长1.2m的拉杆进行绑扎，拉杆两端在柔模外露100mm，且外露处使用托盘固定；柔模下方打单体支柱不得少于4根，单体支柱间距不得大于1m。并保证不能影响软管绑扎。设备布置浇筑混凝土采用柔模混凝土制备输送机组，型号为KTRHZSJ-30。井下混凝土制备输送系统包括：煤矿用刮板式上料机（55kW、660/1140V）、煤矿用混凝土搅拌机（55kW、660/1140V）和煤矿用混凝土泵（110kW、660/1140V），混凝土生产能力为50m3/h，井下

24、设备的最大可靠输送距离为400m。KTRHZSJ-30柔模制备输送机组井下部分整体尺寸与解体尺寸表名称整体尺寸（长/宽/高）解体尺寸（长/宽/高）煤矿用混凝土泵5100/1500/1600料斗1100/1500/1600动力4000/1500/1600煤矿用混凝土搅拌机4400/1600/1850平台3400/1600/1200搅拌槽3400/1230/ 700煤矿用刮板式上料机5100/1500/2000机头2000/1200/800变坡3100/1200/800井下柔模混凝土制备输送机组沿空留巷施工设备配套表设备名称单位矿用混凝土泵台混凝土输送矿用刮板上料机井下混凝土上料矿用混凝土搅拌机井

25、下混凝土二次搅拌配套管路米300柔模混凝土制备输送机组安设在yy机巷采煤工作面的采空侧，输送机组离工作面的距离控制在50-200m范围之内，随着工作面推进向前移动。（附图18：柔模注浆设备布置图）附图18：柔模注浆设备布置图注浆浇筑工艺流程地面制备干混料通过yy工作面放水石门（yy机巷尾端）运输至yy工作面机巷柔模混凝土制备输送机组后方通过上料机将干混料运输至搅拌机加水、搅拌均匀通过混凝土泵和管路将混凝土输送至柔性模板内。（3）工作面下出口支护为了保证工作面下出口顶板完好、支护可靠，工作面下出口采用单体液压支柱配合铰接顶梁方式进行支护，在支架下方未进行护巷浇筑区域0.7m及1.5m处分别布置一

26、排单体液压支柱，支柱与顶板的夹角为85度，支柱按照间距1m进行布置，支柱离煤壁最大距离不得超过1m；在巷道矮帮离帮200mm处按照铅垂方向施工一排单体支柱，支柱间距1m，支柱采用11#矿工钢连接；在巷道的高帮布置一排单体支柱，支柱间距1m，支柱倾角为75度，支柱采用11#矿工钢连接，当墙体浇筑至离工作面煤壁2m时，柔模施工，待工作面向前推进后，再进行浇筑作业；在工作面向前推移时，为确保支架末端不移过浇筑好的墙体（确保护巷墙体与工作面支架之间有不小于500mm的交错长度），同时保证墙体末端离煤壁的距离不超过5m，当墙体末端离煤壁超过5m时必须先进行柔模注浆后方可割煤推溜，所以每次护巷墙体的浇筑长度为3m；施工过程中，离工作面煤壁1m