郭东明教授提出新型沿空留巷方式——自适应荷载巷旁支护体沿空留巷

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　　在无煤柱开采技术中，沿空留巷技术极为重要，同一条巷道得到了二次利用，无需留设煤柱，减少了煤炭的损失量，提高煤炭采出率、缓解采掘接替紧张，降低瓦斯威胁程度等。

　　沿空留巷技术一直处于发展状态，尤其是巷旁支护体材料的选择。矸石墙、木棚、混凝土块、密集支柱等均被选为支护材料。

　　木垛材料轻便，易架设，缺点是密封性能差，支护阻力小，消耗量大；矸石带、混凝土砌块、密集支柱等支护阻力满足要求，但是需要较高的机械化，施工强度太高。

　　通过对顶板一期、二期活动阶段的分析，研究人员认为巷旁支护体需要满足以下要求：

墩柱结构

1—上挡口槽；2—上档口板；3—加强筋；4—单体支撑座；5—吊钩；6—上节钢筒；7—下节钢筒；8—卸压口；9—垫板

　　为适应不同巷道高度，墩柱外部为两节嵌套的无缝钢管。

　　上下两节高度为2 000 mm，2节钢管之间的搭接长度不得低于500 mm。

　　上管的内径略大于下管的外径。墩柱内部充满砂石混合料。

　　上进料口用于充填材料，下出料口用于充填材料的释放。

　　为便于操作，分别在墩柱不同的地方焊接了8个吊环。

　　为了保护墩柱在养护期间能够正常直立，在距离上部的钢管顶部40 cm处焊接了2个单体支撑座(8号槽钢)。

　　墩柱体巷旁支护既有普通密集支柱支护所具有的刚性特征外，又由于具有一定压缩性，因此是一种刚柔结合巷旁支护体。

　　打设墩柱。在工作面推进过程中，超前回采工作面30 m按照1 m的间距打设墩柱。

　　墩柱紧贴槽钢非煤帮侧边打设，打设时，两人配合作业，先将上下两节钢筒套接，按线扶正，然后使用手拉葫芦提升链条套在上节筒吊钩处，提升上节筒使其接顶，并配合8号铁丝将上节钢筒固定到顶板槽钢或梯子梁上，以防止墩柱倾倒伤人，并确保墩柱后期的接顶效果。

　　提升过程中需时时调整上节筒，使单体支承座方向平行于巷道中心线，且注料孔朝向行人侧。

　　墩柱接顶后，在两侧单体支撑座下分别打设液压点柱，固定墩柱，单体液压点柱初撑力以使墩柱接顶严实为宜，不宜过大以免破坏墩柱上的单体支承座结构，待墩柱受力后撤掉液压点柱。

　　泵注砂石混合料。墩柱打设完毕后，向筒内浇注砂石混合料，浇注高度与注料孔齐平，喷射混凝土设计强度C20，水泥、沙子、石子配合比1∶2∶2(体积比)，水灰比0.45，速凝剂的加入量为水泥质量的3%。要确保砂石混合料搅拌均匀，和易性满足泵送要求。

　　加强支护。注料完毕后，在原有钢筋网基础上续接钢筋网，直至接住底板，金属网用铁丝固定到墩柱煤帮侧吊钩上，与相邻网片搭接不小于100 mm，每200 mm用铁丝连接一道。

　　在煤帮侧依次向网上固定半圆木板梁和废旧皮带做为隔离墙。支撑墩柱的液压点柱回撤后，墩柱每隔10根后，集中对采空区侧进行喷浆作业，喷浆厚度以覆盖住钢筋网为宜。

　　通过在梧桐庄矿的使用，发现在墩柱式沿空留巷中，巷道顶底板、两帮变形量最大值分别为400、310 mm，变形后断面积能满足通风和巷内瓦斯抽采的空间需求。

　　墩柱最大压力为25.4 MPa，墩柱最大下缩量为256 mm，既在墩柱的承载能力范围内，又满足前期切顶与后期支护的要求。

来源：郭东明，凡龙飞，高杰，等.梧桐庄矿墩柱式沿空留巷巷旁支护技术研究[J].煤炭科学技术,2018,46(1)：81-87.

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