巷帮充填留巷的施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种施工方法，尤其是涉及一种巷帮充填留巷的施工方法，属于采煤施工工艺技术领域。
【背景技术】
[0002]在大倾角煤层的开采过程中，沿着煤层倾斜方向，按一定标高把煤层划分为多个水平；在水平范围内，沿煤层走向划分为若干个采区；在采区沿倾斜方向将煤层划分为多个区段，每个区段形成2个开采工作面即两翼，为保证对每个工作面的煤层进行安全有效开采，且满足通风、行人、运料、运煤、排水需要，工作面必须布置两巷即回风巷和运输巷以及开切眼。根据巷道的位置和功能，将工作面主要用于回风、运料的巷道统称为回风巷即上顺槽，将进凤和运出煤炭的巷道统称为运输巷即下顺槽。但是，在同一煤层上下区段两个工作面开采，必须布置以上所述的四条巷道，即每个工作面需要布置上下各一条共计两条巷道方可开采，并保留合理的区段保护煤柱，这样，即浪费煤炭资源、又增加巷道掘进工程量。于是如何将上一个工作面回采后的运输巷通过留巷技术保留下来，做为下一个工作面的回风巷就成为了煤矿开采中的一个技术难题。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是:提供一种能将上一个工作面的运输巷采用快速、简单、施工成本低廉的改造并保留成为下一个工作面的回风巷的巷帮充填留巷的施工方法。
[0004]为解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种巷帮充填留巷的施工方法，包括以下步骤，
[0005]a充填材料制作，利用矿井排出的废弃矸石，破碎后再加入水泥、粉煤灰制作成规则的混凝土块料作为充填材料备用；
[0006]b地基处理，根据采煤进度和开采步距，在工作面下出口滞后l-2m的巷道底板进行清理至硬底板，并在清理完成的底板上预铺水泥砂浆完成地基的处理工作；
[0007]c充填体构筑，根据采煤进度和开采步距，在步骤b处理完成的地基上，采用步骤a制作的充填材料，沿工作面走向砌筑厚度不低于50 cm的充填体，并在所述充填体与巷道顶板之间预留承压顶隙；
[0008]d承压顶隙处理，在步骤c预留的承压顶隙内充填弹性缓冲材料，封闭所述的承压顶隙后便完成了一个步距的所述巷帮的充填留巷工作，然后根据开采步距重复上述a?d的步骤，直到完成整条巷帮充填的留巷工作。
[0009]本发明的有益效果是:通过采用本申请所述的上述方法，即利用矿井废弃矸石作为主要原料，并在其中添加水泥、粉煤灰制作成混凝土块料，然后根据采煤进度和开采步距，将所述的混凝土块料沿工作面走向逐渐延伸的砌筑成厚度不低于50 cm的充填体，用以阻挡采空区冒落矸石，从而保证了采空区冒落的矸石不会滚落到当期工作面下侧的运输巷内封闭该巷道，进而将上工作面的运输巷，成功的保留成为下一个工作面的回风巷；而为了保证顶板在缓慢下沉或垮落时，不至于因挤压造成所述的充填体倒塌或垮塌，在沿工作面走向砌筑所述的充填体时，在所述充填体的顶部预留承压顶隙，并用弹性缓冲材料封密闭该承压顶隙，从而保证留巷巷道的可靠、坚固和耐用。由于所述的保留和改造运输巷为回风巷的方法使用的材料为矿井废弃矸石和采煤废料，改造的主要工作为用所述的混凝土块料砌筑起挡墙作用的充填体，从而使本申请所述的施工方法不仅快速、简单，而且施工成本也十分底廉，可以根据工作面开采进度实时跟进，该发明适应性强，应用广泛。
[0010]进一步的是，步骤a中制作的所述混凝土块料为采用矿井排出的废弃矸石，经破碎后掺入水泥、粉煤灰浇筑而成的矸石混凝土块料，其中矸石:水泥:粉煤灰的比例为3:1:1，浇筑养护完成后的所述矸石混凝土块料的强度不低于15Mpa。
[0011]上述方案的优选方式是，步骤c中，采用步骤a制作的充填材料构筑的充填体为小宽高比充填墙体，所述的小宽高比充填墙体的支护宽度按下式计算，
[0012]al = KF/p，
[0013]式中al为巷旁支护平均宽度，m ；
[0014]F为沿空留巷所需的巷旁支护强度，MN/m ；
[0015]P为巷旁支护体成型后Id的抗压强度，MPa ；
[0016]K为安全系数，一般K = 1.1?1.2。
[0017]上述方案的优选方式是，沿巷道走向，每间隔1m设置有一个稳定墙垛，所述稳定墙垛的宽度为其它部位墙体宽度的2倍。
[0018]进一步的是，步骤c中预留的承压顶隙的高度为0.2?0.3m，采用的弹性缓冲材料为软木方。
[0019]进一步的是，步骤b中，在对清理完成的底板进行进一步处理时，通过预铺水泥砂浆构筑宽度为0.7m的基础平台完成地基的处理。
[0020]进一步的是，步骤b中，在进行地基处理前，根据采煤进度和开采步距，在端头支架前移后，立即对裸露顶板进行有效支护。
[0021]进一步的是，在端头支架前移后对裸露顶板和留巷墙体进行有效支护时，支护范围为工作面运输巷尾巷40m，对巷道加强支护，支护长度多40m，以保证支护强度；所述的下端头临时加强支护采用单体液压支柱加铰接顶梁支护，支护要求为单体液压支柱打设排距Im,柱距0.7m，并沿工作面走向布置。
【附图说明】
[0022]图1为本发明巷帮充填留巷的施工方法改造的回风巷在工作面内的位置示意图；
[0023]图2为本发明的施工方法涉及到的充填体的横向剖视图；
[0024]图3为本发明的施工方法涉及到的充填体主体部分的俯视图。
[0025]图中标记为:采空区1、充填体3、巷道顶板4、承压顶隙5、弹性缓冲材料6、稳定墙垛7、基础平台8、端头支架9、单体液压支柱10。
【具体实施方式】
[0026]如图1、图2以及图3所示是本发明提供的一种能将上一个工作面运输巷采用快速、简单、施工成本低廉的改造并保留成为下一个工作面的回风巷的巷帮充填留巷的施工方法。所述施工方法包括以下步骤，
[0027]a充填材料制作，利用矿井排出的废弃矸石，破碎后再加入水泥、粉煤灰制作成规则的混凝土块料作为充填材料备用；
[0028]b地基处理，根据采煤进度和开采步距，在工作面下出口滞后l-2m的巷道底板进行清理至硬底板，并在清理完成的底板上预铺水泥砂浆完成地基的处理工作；
[0029]c充填体构筑，根据采煤进度和开采步距，在步骤b处理完成的地基上，采用步骤a制作的充填材料，沿工作面走向砌筑厚度不低于50 cm的充填体3，并在所述充填体3与巷道顶板4之间预留承压顶隙5;
[0030]d承压顶隙处理，在步骤c预留的承压顶隙5内充填弹性缓冲材料6，封闭所述的承压顶隙5后便完成了一个步距的所述巷帮的充填留巷工作，然后根据开采步距重复上述a?d的步骤，直到完成整条巷帮充填的留巷工作。通过采用本申请所述的上述方法，即利用矿井废弃矸石作为主要原料，并在其中添加水泥、粉煤灰制作成混凝土块料，然后根据采煤进度和开采步距，将所述的混凝土块料沿工作面走向逐渐延伸的砌筑成厚度不低于50cm的充填体3，用以阻挡采空区I冒落矸石，从而保证了采空区I冒落的矸石不会滚落到当期工作面下侧的运输巷内封闭该巷道，进而将上工作面的运输巷，成功的保留成为下一个工作面的回风巷；而为了保证顶板在缓慢下沉或垮落时，不至于因挤压造成所述的充填体倒塌或垮塌，在沿工作面走向砌筑所述的充填体3时，在所述充填体的顶部预留承压顶隙5，并用弹性缓冲材料6封密闭该承压顶隙5，从而保证留巷巷道的可靠、坚固和耐用。由于所述的保留和改造运输巷为回风巷的方法使用的材料为矿井废弃矸石和采煤废料，改造的主要工作为用所述的混凝土块料砌筑起挡墙作用的充填体3，从而使本申请所述的施工方法不仅快速、简单，而且施工成本也十分底廉，可以根据工作面开采进度实时跟进，该发明适应性强，应用广泛。
[0031]为了保证作为充填材料的混凝土块料的强度，同时又最大限度的降低生产成本，提高资源回收率，符合以低能耗、低排放、低污染为基