专利名称：一种砌筑填充组合式沿空留巷墙体的构筑方法
技术领域：
本发明涉及一种煤矿井下沿空留巷墙体的构筑方法，尤其适用于煤矿井下的砌筑填充组合式沿空留巷墙体的构筑方法。
背景技术：
沿空留巷就是将已采工作面后方的回采巷道用支设支柱、砌筑矸石带或充填混凝土的方法沿采空区保留下来，作为下一工作面的回采巷道。沿空留巷技术是煤矿开采及回采巷道支护技术的一项重大改革，它对提高煤炭资源回收率、降低巷道掘进率、缓解采掘紧张关系、减少煤与瓦斯突出概率和实现矿井集约化生产有显著效果。目前沿空留巷常采用的方法有密集支架法、矸石堆垛法、砌体墙法、充填支护法、现浇混凝土隔墙法等。其中密集支架方法，由于密集支架的安设与回撤工作量大，架间很难密封，造成采空区隔离效果差等问题而现在很少应用；矸石堆垛法，适应面很小，由于矸石垛压实需要一定时间，因此造成采空区漏风严重，而且很难及时有效支撑顶板；预制块砌墙方法虽然能形成一道隔离采空区的密闭墙体，但不能主动接顶，容易造成顶板过量离层使得支护效果不佳，而且预制块砌墙方法的机械化程度低，人工劳动强度大；充填支护法与现浇混凝土隔墙法是随工作面的推进，在采空区一侧构筑巷帮充填墙或混凝土墙体形成巷帮支护带，该支护方法适应性广，施工机械化程度高，但由于浇注体凝固时间长，墙体强度上升的速度不能满足回采推进速度要求，很难保证墙体及时紧密贴顶，所以不能有效控制直接顶的离层和及时切断直接顶，而且因为模板对采高变化适用性差，以及施工的复杂性导致不能适应高产高效工作面要求。
背景技术：
沿空留巷就是将已采工作面后方的回采巷道用支设支柱、砌筑矸石带或充填混凝土的方法沿采空区保留下来，作为下一工作面的回采巷道。沿空留巷技术是煤矿开采及回采巷道支护技术的一项重大改革，它对提高煤炭资源回收率、降低巷道掘进率、缓解采掘紧张关系、减少煤与瓦斯突出概率和实现矿井集约化生产有显著效果。目前沿空留巷常采用的方法有密集支架法、矸石堆垛法、砌体墙法、充填支护法、现浇混凝土隔墙法等。其中密集支架方法，由于密集支架的安设与回撤工作量大，架间很难密封，造成采空区隔离效果差等问题而现在很少应用；矸石堆垛法，适应面很小，由于矸石垛压实需要一定时间，因此造成采空区漏风严重，而且很难及时有效支撑顶板；预制块砌墙方法虽然能形成一道隔离采空区的密闭墙体，但不能主动接顶，容易造成顶板过量离层使得支护效果不佳，而且预制块砌墙方法的机械化程度低，人工劳动强度大；充填支护法与现浇混凝土隔墙法是随工作面的推进，在采空区一侧构筑巷帮充填墙或混凝土墙体形成巷帮支护带，该支护方法适应性广，施工机械化程度高，但由于浇注体凝固时间长，墙体强度上升的速度不能满足回采推进速度要求，很难保证墙体及时紧密贴顶，所以不能有效控制直接顶的离层和及时切断直接顶，而且因为模板对采高变化适用性差，以及施工的复杂性导致不能适应高产高效工作面要求。
发明内容
技术问题本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种方法简单、操作简便、支护效果好的砌筑填充组合式沿空留巷墙体的构筑方法。技术方案本发明的砌筑填充组合式沿空留巷墙体的构筑方法，包括如下步骤
a.在地面预制成800X 400 X 200mm的混凝土墩块，将预制好的混凝土墩块运送至井下施工点备用；
b.在回采工作面后方沿空留巷一侧、紧随回采工作面液压支架后方架设多排由一根横梁和设在该横梁上的四根单体支柱构成的密集支柱，使回采工作面后部的沿空留巷保留；
c.在密集支柱的掩护下，在紧贴密集支柱两侧的两排单体支柱内侧，用混凝土墩块从下往上砌筑呈口字形的中空模板墙至巷道顶板，在模板墙的顶端与巷道顶板的间隙内填塞薄砖进行接顶密封，在填塞薄砖的同时预留多个注浆孔；
d.模板墙砌筑完毕后，回撤密集支柱中间的两列单体支柱，同时安装穿透模板墙体的对拉锚杆，对模板墙进行侧向加固；采用对拉锚杆
e.通过预留注浆孔向模板墙内灌浆，直至浆液充满模板墙内的空间，然后对沿留空留巷一侧的模板墙进行喷浆，使模板墙面上附着一层混凝土喷层，待模板墙内充填的浆体凝固后，拆除密集支柱；
f.随着工作面的推进，重复步骤b、c、d、e，直至完成整个沿空留巷充填墙体的构筑。所述架设多排的密集支柱的间隔排距为800X300mm ；所述的填塞薄砖的外形尺寸为 400 X 200 X 20mm。有益效果本发明的砌筑填充组合式沿空留巷墙体的构筑方法，第一、混凝土墩块的预制和养护在地面进行，对井下作业影响小，且混凝土墩块大小适中，便于工人在井下搬运和堆砌，墩块永久支护，不需要回拆，简化了工人井下作业的工序和时间；第二，混凝土墩块砌筑的模板墙强度高，能够及时支撑顶板，快速形成初撑能力，有效控制顶板离层，较强地适应采煤工作面正常推进；第三，砌筑模板墙时，混凝土墩块横向与纵向交错放置，增大了与充填浆体的接触面积，形成的墙体整体性好，支撑能力大；对拉锚杆充分发挥自身强度，有效的连接了两面墙，阻止了相对移动；第四，采用砌筑与充填相组合的墙体构筑方法， 可以提高墙体的密实度，防止墙体向采空区漏风，有效封闭采空区，既阻止采空区瓦斯溢出引起爆炸事故，又避免工作面空气进入采空区引发采空区遗煤自燃。借助初期的砌体结构快速形成初撑能力，有效控制顶板离层，较强地适应采煤工作面正常推进，然后通过充填浇注粘结形成强力支撑力的混凝土结构，并且能够降低对工作面正常生产的影响。其方法简单、施工容易、支护效果，具有广泛的实用性
发明内容
技术问题本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种方法简单、操作简便、支护效果好的砌筑填充组合式沿空留巷墙体的构筑方法。技术方案本发明的砌筑填充组合式沿空留巷墙体的构筑方法，包括如下步骤
a.在地面预制成800X 400 X 200mm的混凝土墩块，将预制好的混凝土墩块运送至井下施工点备用；
b.在回采工作面后方沿空留巷一侧、紧随回采工作面液压支架后方架设多排由一根横梁和设在该横梁上的四根单体支柱构成的密集支柱，使回采工作面后部的沿空留巷保留；
c.在密集支柱的掩护下，在紧贴密集支柱两侧的两排单体支柱内侧，用混凝土墩块从下往上砌筑呈口字形的中空模板墙至巷道顶板，在模板墙的顶端与巷道顶板的间隙内填塞薄砖进行接顶密封，在填塞薄砖的同时预留多个注浆孔；
d.模板墙砌筑完毕后，回撤密集支柱中间的两列单体支柱，同时安装穿透模板墙体的对拉锚杆，对模板墙进行侧向加固；采用对拉锚杆
e.通过预留注浆孔向模板墙内灌浆，直至浆液充满模板墙内的空间，然后对沿留空留巷一侧的模板墙进行喷浆，使模板墙面上附着一层混凝土喷层，待模板墙内充填的浆体凝固后，拆除密集支柱；
f.随着工作面的推进，重复步骤b、c、d、e，直至完成整个沿空留巷充填墙体的构筑。所述架设多排的密集支柱的间隔排距为800X300mm;所述的填塞薄砖的外形尺寸为 400 X 200 X 20mm。有益效果本发明的砌筑填充组合式沿空留巷墙体的构筑方法，第一、混凝土墩块的预制和养护在地面进行，对井下作业影响小，且混凝土墩块大小适中，便于工人在井下搬运和堆砌，墩块永久支护，不需要回拆，简化了工人井下作业的工序和时间；第二，混凝土墩块砌筑的模板墙强度高，能够及时支撑顶板，快速形成初撑能力，有效控制顶板离层，较强地适应采煤工作面正常推进；第三，砌筑模板墙时，混凝土墩块横向与纵向交错放置，增大了与充填浆体的接触面积，形成的墙体整体性好，支撑能力大；对拉锚杆充分发挥自身强度，有效的连接了两面墙，阻止了相对移动；第四，采用砌筑与充填相组合的墙体构筑方法， 可以提高墙体的密实度，防止墙体向采空区漏风，有效封闭采空区，既阻止采空区瓦斯溢出引起爆炸事故，又避免工作面空气进入采空区引发采空区遗煤自燃。借助初期的砌体结构快速形成初撑能力，有效控制顶板离层，较强地适应采煤工作面正常推进，然后通过充填浇注粘结形成强力支撑力的混凝土结构，并且能够降低对工作面正常生产的影响。其方法简单、施工容易、支护效果，具有广泛的实用性。
图1是本发明的砌筑填充组合式沿空留巷墙体的构筑结构图。图2是本发明的砌筑填充组合式沿空留巷墙体的构筑平面结构图。图3是图2的A-A截面剖面图。图中1-煤壁，2-煤层老顶，3-煤层直接顶，4-填塞薄砖，5-模板墙，6_注浆孔， 7-注浆充填体，8-钢带，9-对拉锚杆，10-密集支柱，11-单体支柱，12-回采工作面液压支
^K O
具体实施例方式下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的说明
本发明的砌筑填充组合式沿空留巷墙体的构筑方法先在地面预制标准尺寸的混凝土墩块，将养护好的混凝土墩块运输至井下施工点备用；在工作面煤壁1的后部，紧随回采工作面液压支架12的后方架设间排距为800X300mm的密集支柱10支撑上部的煤层直接顶 3和煤层老顶2，在临近煤体13的共同支撑下，使工作面后部回采巷道14空间保留。密集支柱10由一根横梁、设在横梁上的四根单体支柱11构成；在密集支柱10的掩护下，在紧贴密集支柱10两侧的两排单体支柱11内侧，用混凝土墩块从下往上砌筑呈口字形的宽度为an长度为2. 4m的中空模板墙5至巷道顶板，在模板墙5的顶端与巷道顶板的间隙内填塞薄砖4进行接顶密封，在填塞薄砖4的同时预留多个注浆孔6，填塞薄砖4的外形尺寸为 400X200X20mm。预留多个注浆孔6的间隔距离为800mm。模板墙5砌筑完毕后，可以挡住采空区冒落矸石15，然后回撤模板墙5中间的两列单体支柱11 ；在模板墙体5上间隔设置钢带8，配钻穿透模板墙体5，安装穿透模板墙体5的对拉锚杆9，对拉锚杆9采用一端冲压呈T字形墩头的锚杆杆体、靠在锚杆杆体墩头一侧的内侧托盘，对拉锚杆从内向外穿过模板墙体5的外露滚丝段依次通过外侧托盘、减磨垫圈、螺母紧固。通过在模板墙5外侧的固定钢带8，对模板墙5进行侧向加固；并用水泥浆将多余的空隙填满抹平；通过模板墙5预留的注浆孔6对模板墙5围成的中空部分进行灌浆充填，直至浆液充满模板墙5的内部空间，从而在模板墙5围成的空间内形成密实的注浆充填体7，然后对留空巷道一侧墙壁进行均勻喷浆处理，形成混凝土喷层；待模板墙5内充填的注浆充填体7凝固后，拆除剩余的两列密集支柱10备用，并依次抽出铰接顶梁，随工作面的推进依次循环，直至完成整个沿空留巷充填墙体。一种砌筑填充组合式沿空留巷墙体的构筑方法。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的说明
本发明的砌筑填充组合式沿空留巷墙体的构筑方法先在地面预制标准尺寸的混凝土墩块，将养护好的混凝土墩块运输至井下施工点备用；在工作面煤壁1的后部，紧随回采工作面液压支架12的后方架设间排距为800X300mm的密集支柱10支撑上部的煤层直接顶 3和煤层老顶2，在临近煤体13的共同支撑下，使工作面后部回采巷道14空间保留。密集支柱10由一根横梁、设在横梁上的四根单体支柱11构成；在密集支柱10的掩护下，在紧贴密集支柱10两侧的两排单体支柱11内侧，用混凝土墩块从下往上砌筑呈口字形的宽度为an长度为2. 4m的中空模板墙5至巷道顶板，在模板墙5的顶端与巷道顶板的间隙内填塞薄砖4进行接顶密封，在填塞薄砖4的同时预留多个注浆孔6，填塞薄砖4的外形尺寸为 400X200X20mm。预留多个注浆孔6的间隔距离为800mm。模板墙5砌筑完毕后，可以挡住采空区冒落矸石15，然后回撤模板墙5中间的两列单体支柱11 ；在模板墙体5上间隔设置钢带8，配钻穿透模板墙体5，安装穿透模板墙体5的对拉锚杆9，对拉锚杆9采用一端冲压呈T字形墩头的锚杆杆体、靠在锚杆杆体墩头一侧的内侧托盘，对拉锚杆从内向外穿过模板墙体5的外露滚丝段依次通过外侧托盘、减磨垫圈、螺母紧固。通过在模板墙5外侧的固定钢带8，对模板墙5进行侧向加固；并用水泥浆将多余的空隙填满抹平；通过模板墙5预留的注浆孔6对模板墙5围成的中空部分进行灌浆充填，直至浆液充满模板墙5的内部空间，从而在模板墙5围成的空间内形成密实的注浆充填体7，然后对留空巷道一侧墙壁进行均勻喷浆处理，形成混凝土喷层；待模板墙5内充填的注浆充填体7凝固后，拆除剩余的两列密集支柱10备用，并依次抽出铰接顶梁，随工作面的推进依次循环，直至完成整个沿空留巷充填墙体。
权利要求
1.一种砌筑填充组合式沿空留巷墙体的构筑方法，其特征在于包括如下步骤a.在地面预制成800X 400 X 200mm的混凝土墩块，将预制好的混凝土墩块运送至井下施工点备用；b.在回采工作面后方沿空留巷一侧、紧随回采工作面液压支架(12)后方架设多排由一根横梁和设在该横梁上的四根单体支柱(11)构成的密集支柱(10)，使回采工作面后部的沿空留巷保留；c.在密集支柱(10)的掩护下，在紧贴密集支柱(10)两侧的两排单体支柱(11)内侧， 用混凝土墩块从下往上砌筑呈口字形的中空模板墙(5)至巷道顶板，在模板墙(5)的顶端与巷道顶板的间隙内填塞薄砖(4)进行接顶密封，在填塞薄砖(4)的同时预留多个注浆孔 (6)；d.模板墙(5)砌筑完毕后，回撤密集支柱(10)中间的两列单体支柱(11)，同时安装穿透模板墙体5的对拉锚杆9，对模板墙(5)进行侧向加固；采用对拉锚杆(9)e.通过预留注浆孔(6)向模板墙(5)内灌浆，直至浆液充满模板墙(5)内的空间，然后对沿留空留巷一侧的模板墙(5)进行喷浆，使模板墙(5)面上附着一层混凝土喷层，待模板墙(5)内充填的浆体凝固后，拆除密集支柱(10)；f.随着工作面的推进，重复步骤b、c、d、e，直至完成整个沿空留巷充填墙体的构筑。
2.根据权利要求1所述的一种砌筑填充组合式沿空留巷墙体的构筑方法，其特征在于所述架设多排的密集支柱(10)的间隔排距为800X300mm。
3.根据权利要求1所述的一种砌筑填充组合式沿空留巷墙体的构筑方法，其特征在于所述的填塞薄砖(4)的外形尺寸为400 X 200 X 20mm。
全文摘要
一种砌筑填充组合式沿空留巷墙体的构筑方法，紧随回采工作面向前推进，在综采支架后部的留巷侧架设密集单体支护，使回采工作面后部的巷道空间保留，并在密集单体支柱的掩护下用混凝土墩块砌筑呈“口”字型的模板墙，同时安装穿透模板墙体的对拉锚杆，对模板墙进行侧向加固；通过模板墙预留的注浆孔对模板墙围成的中空部分进行灌浆充填，直至浆液充满模板墙内部空间；然后对留空巷道一侧墙壁进行均匀喷浆处理，形成混凝土喷层。随工作面的推进，依次循环，直至完成整个沿空留巷墙体的构筑。本发明砌体墙和填充支护结合在一起，其方法简便，操作简单，墙体强度高又可适当让压；墙体每次修筑的长度与工作面日推进度一致，灵活地适应回采工作。
文档编号E21F15/04GK102425454SQ20111028278
公开日2012年4月25日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者孙康, 张农, 田素川, 许兴亮 申请人:中国矿业大学