一種礦用間隔充填式沿空留巷的充填結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及礦用沿空留巷充填領(lǐng)域，具體涉及一種礦用間隔充填式沿空留巷 的充填結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 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。
[0003] 推行無煤柱開采，不僅對生產(chǎn)礦井進(jìn)行技術(shù)改造、緩和采掘關(guān)系和延長礦井壽命 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)我國的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)前的技術(shù)水平，推行的無煤柱開采護(hù)巷分為沿空留巷、 沿空掘巷。其中沿空留巷這種無煤柱護(hù)巷方式有5種形式。各礦應(yīng)該根據(jù)具體情況選用合 適合理的方案。大多數(shù)情況下對于條件適合的礦井都應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用留巷形式實(shí)施無煤柱開 米。
[0004] 沿空留巷充填：根據(jù)材料特性，沿空留巷充填工藝采用水力泵送。充填材料經(jīng)過加 水?dāng)嚢韬?，泵送至工作面，進(jìn)行連續(xù)充填，連續(xù)充填的使用大量的充填材料，井下運(yùn)輸量大， 成本較高。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、充填體占 用空間小、支撐強(qiáng)度高、經(jīng)濟(jì)效益好的間隔式充填體沿空留巷的充填結(jié)構(gòu)。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：
[0007] -種礦用間隔充填式沿空留巷的充填結(jié)構(gòu)，包括沿著采空區(qū)邊緣間隔排列的用于 支撐頂板圍巖的充填柱和位于相鄰充填柱之間的巷道內(nèi)雜物密封柱體，所述巷道內(nèi)雜物密 封柱體與充填柱之間密封設(shè)置。
[0008] 優(yōu)選的，所述巷道內(nèi)雜物密封柱體包括位于前后兩側(cè)的密封擋板和位于前后兩側(cè) 密封擋板之間堆積的巷道內(nèi)雜物，所述密封擋板與充填柱之間密封設(shè)置。
[0009] 優(yōu)選的，所述巷道內(nèi)雜物密封柱體是巷道內(nèi)雜物在粘合劑的作用下堆砌的密封柱 體。
[0010] 優(yōu)選的，所述巷道內(nèi)雜物密封柱體是將盛裝有巷道內(nèi)雜物的袋子碼放噴漿密封而 成。
[0011] 優(yōu)選的，所述充填柱的長為2. 6-3. 2m，寬為1. 5-2. 3m。
[0012] 優(yōu)選的，所述充填柱的長為3m，寬為2m。
[0013] 優(yōu)選的，所述巷道內(nèi)雜物密封柱體的長為1. 8-2. 5m。
[0014] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0015] (1)構(gòu)筑的充填體施工工藝簡單，承載能力大。在本技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的實(shí)用性；
[0016] (2)本實(shí)用新型的充填體的強(qiáng)度足夠保留原巷道，間隔充填，減少了材料的使用 量，降低了成本；巷道內(nèi)雜物清理至空隙中，既滿足巷道的密封性，同時(shí)又處理掉巷道內(nèi)雜 物。
【附圖說明】
[0017] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中沿空留巷充填技術(shù)的工作流程示意圖；
[0018] 圖2為本實(shí)用新型的沿空留巷充填體俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖3為本實(shí)用新型的力學(xué)模型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 其中，1、采空區(qū)，2、充填柱，3、巷道內(nèi)雜物，4、采煤工作面，5、未采動(dòng)巷道，6、充填 泵站，7、頂板圍巖，8、煤層。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明：
[0022] 觀察地質(zhì)條件，確定是否適用本實(shí)用新型的間隔式充填結(jié)構(gòu)，本工藝適合的留巷 地質(zhì)條件為煤層，且頂?shù)装遢^硬，且完整性較好。
[0023] 如圖2所示，一種礦用間隔充填式沿空留巷充填結(jié)構(gòu)的充填過程，包括以下步驟： 隨著回采工作面的推進(jìn)，在采空區(qū)1的邊緣處，清理巷道內(nèi)雜物3,在距離端頭液壓支柱 4_6m處支設(shè)充填模板，在充填模板內(nèi)吊掛充填袋，并在充填模板周圍支設(shè)支柱。通過采煤工 作面4 一側(cè)的未采動(dòng)巷道5中的充填泵站6,將充填材料料漿注入充填袋，形成充填柱2;待 充填柱2凝固一天后，撤離模板，巷道內(nèi)支柱一個(gè)月后回撤。
[0024] 本實(shí)用新型的充填結(jié)構(gòu)包括沿著采空區(qū)1邊緣間隔排列的用于支撐頂板圍巖7的 充填柱2和位于相鄰充填柱2之間的巷道內(nèi)雜物密封柱體，所述巷道內(nèi)雜物密封柱體與充 填柱2之間密封設(shè)置。
[0025] 所述巷道內(nèi)雜物密封柱體的結(jié)構(gòu)可以采用以下三種：
[0026] 巷道內(nèi)雜物密封柱體包括位于前后兩側(cè)的密封擋板和位于前后兩側(cè)密封擋板之 間堆積的巷道內(nèi)雜物，所述密封擋板與充填柱2之間密封設(shè)置；巷道內(nèi)雜物密封柱體可以 對頂板圍巖7起支撐作用，也可以不對頂板圍巖7起支撐作用。
[0027] 巷道內(nèi)雜物密封柱體是巷道內(nèi)雜物在粘合劑的作用下堆砌而成；
[0028] 巷道內(nèi)雜物密封柱體是將盛裝有巷道內(nèi)雜物3的袋子碼放噴漿密封而成。
[0029] 所述充填材料為高水膠結(jié)材料。充填柱2的長可為2. 6-3. 2m，寬為1. 5-2. 3m。
[0030] 優(yōu)選，充填柱2的長為3m，寬為2m。充填柱2之間的距離為1. 8-2. 5m。
[0031] 根據(jù)充填材料性能計(jì)算充填柱寬度及位置，計(jì)算支護(hù)體載荷采用英國威特克的 "分離巖塊法"，其力學(xué)模型如圖3所示，7表示為頂板圍巖，8表示為煤層。下面以最佳實(shí)施 方式為例，根據(jù)力學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算。充填柱2的長為3m，寬為2m，充填體2之間的距離為 2m。該計(jì)算是在巷道內(nèi)雜物密封柱體對頂板圍巖不起支撐作用的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。
[0032]載荷計(jì)算如下式所示：
[0034] 式中：q-支護(hù)體載荷；
[0035] bB-支護(hù)體內(nèi)側(cè)到煤壁的距離，本次支護(hù)中支護(hù)體左側(cè)邊緣與巷道右?guī)驮谝粭l鉛 垂線上，該距離為2. 6m;
[0036] x-支護(hù)體的寬度，2m;
[0037] bc-支護(hù)體外側(cè)懸頂距，該距離取0? 5m;
[0038] YB-巖塊重度，取直接頂巖石的重度25kN/m3;
[0039]h-采高，本次支護(hù)為0? 93m;
[0040] 0-剪切角，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取為26° ;
[0041]H-冒落高度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取4h。
[0042] 計(jì)算可得支護(hù)寬度為2m時(shí)支護(hù)體的載荷為：
[0044] 即單位長度、支護(hù)厚度2m的支護(hù)體載荷為759kN。
[0045] 考慮采動(dòng)影響系數(shù)4,則支護(hù)體荷載為3036kN。
[0046] 經(jīng)過計(jì)算，單位長度、寬度2m的充填柱2承載能力為9108kN，大于支護(hù)體的載荷 3036kN，安全系數(shù)可達(dá)3. 00。充填體2的尺寸為：長X寬：3mX2m。兩個(gè)充填柱2之間的 空隙距離為2m，沿空留巷后巷道寬度為3.lm。
[0047] 相比現(xiàn)有技術(shù)的沿空留巷，如圖1所示，采用連續(xù)充填，本實(shí)用新型的充填柱2的 強(qiáng)度足夠保留原巷道，間隔充填，減少了材料的使用量，降低了成本；巷道內(nèi)雜物3清理至 充填柱2之間的空隙中形成巷道內(nèi)雜物密封柱體，既滿足巷道的密封性，同時(shí)又處理掉了 巷道內(nèi)雜物。
[0048] 上述雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對實(shí)用新型 保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域 技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍 內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種礦用間隔充填式沿空留巷的充填結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括沿著采空區(qū)邊緣間隔 排列的用于支撐頂板圍巖的若干個(gè)充填柱和位于相鄰充填柱之間的巷道內(nèi)雜物密封柱體， 所述巷道內(nèi)雜物密封柱體與充填柱之間密封設(shè)置。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的充填結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述巷道內(nèi)雜物密封柱體包括位于 前后兩側(cè)的密封擋板和位于前后兩側(cè)密封擋板之間堆積的巷道內(nèi)雜物，所述密封擋板與充 填柱之間密封設(shè)置。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的充填結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述巷道內(nèi)雜物密封柱體是巷道內(nèi) 雜物在粘合劑的作用下堆砌的密封柱體。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的充填結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述巷道內(nèi)雜物密封柱體是將盛裝 有巷道內(nèi)雜物的袋子碼放噴漿密封而成。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的充填結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述充填柱的長為2. 6-3. 2m， 寬為L5-2. 3m。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的充填結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述充填柱的長為3m，寬為2m。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的充填結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述巷道內(nèi)雜物密封柱體的長為 I. 8-2. 5m〇
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種礦用間隔充填式沿空留巷的充填結(jié)構(gòu)，包括沿著采空區(qū)邊緣間隔排列的用于支撐頂板圍巖的若干個(gè)充填柱和位于相鄰充填柱之間的巷道內(nèi)雜物密封柱體，所述巷道內(nèi)雜物密封柱體與充填柱之間密封設(shè)置。構(gòu)筑的充填體施工工藝簡單，承載能力大。在本技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的實(shí)用性；本實(shí)用新型的充填體的強(qiáng)度足夠保留原巷道，間隔充填，減少了材料的使用量，降低了成本；巷道內(nèi)雜物清理至空隙中，既滿足巷道的密封性，同時(shí)又處理掉巷道內(nèi)雜物。
【IPC分類】E21F15/00
【公開號】CN204646310
【申請?zhí)枴緾N201520297118
【發(fā)明人】劉樂, 王清華, 王傳琪, 張盛敏, 林羿瀟, 安伯超, 王國軍, 于相坤, 李金山, 高林海, 劉敏, 李小光, 陳英強(qiáng), 柳玉明, 郗林才, 申廣弟
【申請人】山東安實(shí)綠色開采技術(shù)發(fā)展有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月8日