[发明专利]沿空留巷巷旁高强防漏充填结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及应用在煤矿井下的一种充填技术，具体涉及沿空留巷巷旁充填结构及施工方法。

背景技术

巷旁充填沿空留巷是煤矿开采技术的一项重大改革，此项技术不仅可提高煤炭资源采出率、延长矿井服务年限、减少巷道掘进量、缓解采掘接替矛盾、取消孤岛工作面及缩短搬家时间，而且它也是矿山进行采煤方法改革最有效的途径。

沿空留巷要求的是具有高强度同时高密闭性好的巷旁充填结构。目前，国内外常用的沿空留巷充填方式主要有矸石带充填、膏体充填、高水速凝材料充填等，矸石带充填提供的支护阻力较小，密闭性差，造成采空区漏风严重，膏体充填和高水速凝材料初期强度低，可缩性较差，容易在顶板来压下发生破坏，给沿空留巷防漏风防火和维护工作带来很大困难。

中国专利公开号CN101922292A(申请号201010105609.7)公开了一种煤矿沿空留巷巷旁分段承载不等强支护原理及应用，一种适于煤矿沿空留巷分段承载巷旁支护的支护机理及应用方法，它的运输巷巷旁支护分为上下两层充填材料组合支护。上层采用强度低变形量大的充填材料，下层采用采用强度较高的充填材料。该技术虽然在一定程度上达到了支护的效果，但还存在以下缺陷：一是由于充填结构采用上下两层充填材料组合支护，在实际应用过程中，导致支护时密闭性差，还是无法解决采空区漏风严重的技术问题；二是由于只给出了一个笼统的支护理念，缺乏可行的操作手段，无法很好实施，不能大面积推广。

为了解决沿空留巷的漏风问题，有人尝试着在充填体结构外面喷涂防漏风较好的高级材料，比如玛丽散、罗克休，但是由于成本较高，喷浆每平方米达到500-700元，根本无法在煤矿大面积推广。

发明内容

为了克服现有沿空留巷充填技术密闭性差、漏风严重和操作性差的技术缺陷，本发明提供一种新型简易的操作性强的充填结构，这是一种在顶板强烈来压下，能保持沿空留巷稳定的高强度充填结构，同时还具有很好的密闭性，彻底解决了巷旁支护的技术缺陷。

为了实现上述任务，本发明的充填结构是由装有充填材料的矸石袋紧密堆砌排列而成的，矸石袋宽0.4-0.6米、长1.2-1.5米，矸石袋内部均匀横向打入间排距为700mm*700mm的钢筋，钢筋穿过矸石袋后端部从留巷内部侧露出在外，打入部分和露出部分长度之比为8∶1-10∶1，所有钢筋露出部分由铁丝相互交缠固定成一个整体；在钢筋矸石袋有铁丝交缠的面上喷涂有2.0cm厚的水泥砂浆；其中：

所述的充填材料是指由质量比为1∶1.7∶5的水、普通硅酸盐水泥、碎矸石组成的混合物；要求该混合物初凝时间约30-40min，终凝时间1.5-2.5h，终凝后矸石袋抗压强度可达2-3MPa；28天后矸石袋抗压强度可达10-20MPa。

所述的水泥砂浆是指由质量比为1∶1.7∶5的水、425#普通硅酸盐水泥和沙子组成的混合物。

所述钢筋优先选用HRB335的钢筋；

所述的铁丝优先选用规格为4号-10号的钢丝。

本发明同传统充填结构相比有如下优势：

1、本发明通过调整充填材料的成分和配比，并在矸石袋内打入钢筋，露出部分用铁丝固定，不仅使矸石袋具有更高的强度，还能使矸石袋连成一个整体，防止矸石袋上面喷浆材料的脱落，表面喷浆增强了矸石袋的密闭性，防止留巷漏风，不但克服了单纯使用较低的缺点(矸石袋充填强度一般为10-20MPa)；而且克服了采用上下两层充填材料组合支护时密闭性较差的缺陷。

2、本发明钢筋矸石袋28d后的抗压强度可达35-45MPa，而顶板下沉时产生的抗压强度一般为20-30MPa，这说明本发明充填结构是完全可以抵挡住顶板的下沉，并且结构简单。

3、本发明充填结构结构简单，成本低，每平方米喷浆只需50-70元，可在煤矿大面积推广。

总之，本发明采用简易的充填结构，使沿空留巷达到了防漏风和高强支护的双重效果，具有突出的实质性特点和显著的进步，符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。

附图说明

图1为本发明的充填结构的立体图。

图2为本发明充填结构的具体施工示意图。

图中标号分别表示：1-矸石袋，2-钢筋打入部分，3-钢筋露出部分，4-水泥砂浆层，5-铁丝，6-喷浆机，7-喷浆管道，8-超前支护，9-工作面单体液压支柱，10-工作面，11-采空区，12-留巷，13-钢筋喷浆矸石袋，14-木支柱，15-临时支护，16-滞后支护。

具体实施方式