薄煤层无煤柱开采不等强承载巷旁充填体制造技术

本发明专利技术涉及一种薄煤层无煤柱开采不等强承载巷旁充填体，在膏体充填墙外侧附接有矸石带，膏体充填墙与矸石带等高；所述矸石带是将矸石装袋后垒砌而成，矸石带靠近膏体充填墙的一侧垒砌齐直、挂设防水布，同时作为膏体充填墙的内侧模板，膏体充填墙１．３－１．５ｍ宽。本发明专利技术利用工作面生产过程中产生的矸石，在巷旁充填墙外侧附加矸石带，形成不等强耦合巷旁充填体，能明显降低现有技术巷旁充填体承担的压力，减轻顶板的沉降和底板鼓起，并且就地消化产生的矸石。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种沿空留巷巷旁充填体，属于矿井采空区巷旁支护

技术介绍
沿空留巷是无煤柱护巷的一种形式，其中无煤柱护巷是采煤技术的一项重大的改 革，沿空留巷技术是回采巷道支护技术改革的主要方面，它以其有利于合理开发煤炭资源， 提高煤炭资源回收率，减少巷道掘进量，从根本上改善矿井采掘接替的紧张局面，改善巷道 维护状况，提高矿井开采效益等优点而被广泛重视。在煤炭开采的环境保护方面，人们试图 通过沿空留巷支护技术的发展和完善来实现煤矿绿色开采，保护环境。沿空留巷既可以少 掘一条回采巷道，降低掘进率、减少掘进排矸量，又可以将矸石为集料制作膏体材料进行巷 帮充填及采空区充填。在井下制作膏体材料、直接消耗大量矸石，实现矸石不出井，膏体材 料充填沿空留巷是煤矿绿色开采的一个重要组成部分。目前，国内外应用较广的巷旁支护 方式主要有木垛支护、密集支柱支护、矸石带支护、人造砌块以及巷旁泵充填支护技术等。 根据围岩与支护共同作用原理，只能通过支护抵制压力、释放压力，通过巷旁充填材料的让 压变形，减缓巷道其他部位的压力，控制巷道整体变形，使其满足生产需要。所以，有一定支 护阻力和允许让压变形的巷旁支护体的研发迫在眉睫。CN101519977A(200910029617. 5)提供一种大倾角煤层沿空留巷巷旁充填体的 稳固方法，包括a、在工作面后方巷道采空侧对大倾角煤层沿空留巷分块构筑巷旁充填体 (6) ；b、每完成一块巷旁充填体(6)，在巷旁充填体(6)沿采空区(8) —侧的底板(14)上至 少向下钻一个锚固孔(3)，放入锚固剂(4) ；C、将对应孔数的稳固拉杆⑴插入锚固孔(3) 内，与锚固剂(4)充分搅动后固定于锚固孔(3)内；d、进行下一块巷旁充填体(6)的构筑， 将稳固拉杆(1)固定于两段巷旁充填体(6)之间，用前档板(2)和螺母将稳固拉杆(1)的尾 部紧固；e、随着采煤工作面的推进，依次循环施工巷旁充填体(6)与稳固拉杆(1)的构筑， 直至完成整个沿空留巷作业。CN101737079A(200810236340. 9)公开了一种内置三维加强筋加固沿空留巷充填 墙体结构及方法，由充填墙体、设在充填墙体内的网格状三维加强筋构成，通过在充填墙 体内设置网格状三维加强筋，限制充填墙体间的错动，为沿空留巷巷旁充填体提供强化加 固，使充填组合形成的整体充填墙体更加坚固，抗变形滑移能力大大提高，能有效防止沿 空留巷巷旁充填墙体向内滑移，有效维护沿空留巷后的巷道断面，保证沿空留巷的安全。 CN1821547A(CN200610031428. 8)公开了一种用磷石膏充填于井下采空区形成固化充填体 的方法，其特征在于将下述配比的材料按质量比为水泥粉煤灰磷石膏=1 1 6 8混合并按上述三种物料总量的1. 3 2. 5%加入添加剂硫酸钠，再用水调成质量浓度 为57% 63%的充填料浆，将充填料浆输入井下采空区，经固化形成高强度的充填体。 CNlOl 143772A(CN200710026095. 4)提供一种沿空留巷巷帮充填材料，是由水泥、粉煤灰、石 子、砂、水和复合外加剂组成，复合外加剂由减水剂、保水剂、引气剂和早强剂组成。本专利技术 材料按配比混配后可进行远距离泵送施工，硬化后具有良好的承载特性和变形性能，形成3的充填体能控制直接顶的离层和及时切断直接顶及下位基本顶，使垮落矸石在采空区中充 填较密实，减少基本顶的弯曲、下沉，以减少巷内支护所受的载荷和巷道围岩的变形，保持 巷道的稳定性。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种薄煤层无煤柱开采不等强承载巷旁充填 体，本专利技术还提供一种沿空留巷巷旁支护的方法。沿空留巷结构的关键是沿空一侧巷旁支护体的材料和性能的选择，充填材料要求 增阻速度快，并具有合理的支护阻力能切落一定高度的顶板，具有较大的变形量适应沿空 留巷剧烈变形，同时尽可能降低巷旁支护成本。本专利技术的技术方案如下一种薄煤层无煤柱开采不等强承载巷旁充填体，包括由充填料浆充填固化而成的 膏体充填墙，其特征在于在膏体充填墙外侧(即靠近采空区一侧)附接有矸石带，膏体充填 墙与矸石带等高。所述矸石带是将矸石装袋后垒砌而成，矸石带靠近膏体充填墙的一侧垒 砌齐直、挂设防水布，同时作为膏体充填墙的内侧模板，所述膏体充填墙宽1. 3-1. 5m，矸石 带宽1. 5m-2. 0m。膏体充填墙的外侧模板采用木板、钢板或竹笆，膏体充填墙完成充填5小 时后撤除外模板。上述矸石袋层与层之间，纵横交错堆砌，以确保矸石带的稳定性。上述矸石带外侧设有支木点柱，用于稳固矸石袋。上述膏体充填墙的充填材料可选用现有技术，例如
技术介绍
中CN101143772A、 CN1821547A所述的充填材料。本专利技术优选以下充填材料A。A.膏体墙充填材料425#普通硅酸盐水泥作为胶凝材料，粉煤灰作为有胶凝性能 的活性混合材料，粒径5-10mm的瓜子石作为粗集(骨)料，粒径< 5mm的矸石粉和砂子作 为细集(骨)料，并加入NaCl、Na2CO3和Wjj减水剂作为改性材料。进一步选择各组分最优质量比为水泥粉煤灰矸石粉和砂子改性材料瓜 子石=35 27 13 1.2 38. 8，其中，改性材料质量比为NaCl Na2CO3 Wjj减水 剂=1. 1 1 3.2。矸石粉和砂子的比例为1 1。上述膏体墙充填材料加水混合均勻即可进行充填用，水与固体料质量比为 1. 3-1. 45，简称水料比，或水灰比。本专利技术的巷旁充填体的特点主要是在薄煤层综采工作面生产过程中，由于煤层 赋存厚度不能满足正常生产最低采高的要求，工作面推进时采煤机必然要挑顶或卧底割出 一部分矸石。为提高煤炭质量并节约成本，将矸石装袋，垒砌在巷旁充填体外侧(采空区 侧)，与现有技术膏体胶结材料充填体形成一个不等强材料耦合而成的巷旁充填体，把膏体 胶结材料与矸石带组合而成的巷旁充填体称为不等强承载巷旁充填体，此种混合巷旁支护 体既能有效地提供工作阻力，也能有一定的可缩量，能够让压，改善巷道维护状态，并且能 够就地消化产生的矸石，减少了矸石运输产生的费用和升井后对环境的污染，对沿空留巷 巷道围岩的控制具有更好的支护效果。本专利技术的巷旁充填体适用于开采缓倾斜和倾斜的薄、中厚煤层。一种沿空留巷巷旁支护的方法，包括采用本专利技术以上所述的不等强承载巷旁充填4体，其特征在于，施工步骤如下①矸石带堆砌，自充填体下帮到采空区1.5米的钢带支护范围，由里向外逐循环 进行堆砌。在支架、临时支柱的保护下进行堆砌，随移架随堆砌，支架后面未堆砌空间小于 1. 2m。②堆砌时，由里向外、由老空到支架尾梁依次堆砌矸石袋。矸石袋压缝充填；奸石 袋层与层之间，纵横交错堆砌，以确保矸石带的稳定性；矸石带外侧堆砌齐直一条线，以便 充填膏体材料时，挂防水布后当充填内模板用；矸石袋宽度1.5-2米，矸石带外侧设有支木 点柱，用于稳固矸石袋。矸石带接顶严密，最上一层空间不便堆砌矸石袋时，可采用板批接顶；矸石带以里 至采空区之间可以用矸石充填，膏体充填墙以下倾斜距离大于1.5米时，必须用支木点柱 稳固矸石袋。矸石袋堆砌时一般应预留瓦斯抽放管处，预留有1. 2米宽的瓦斯气流通道。具 体要求参照膏体充填墙现有技术。③膏体充填墙的施工以矸石本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄煤层无煤柱开采不等强承载巷旁充填体，包括由充填料浆充填固化而成的膏体充填墙，其特征在于在膏体充填墙外侧附接有矸石带，膏体充填墙与矸石带等高；所述矸石带是将矸石装袋后垒砌而成，矸石带靠近膏体充填墙的一侧垒砌齐直、挂设防水布，同时作为膏体充填墙的内侧模板；所述膏体充填墙宽１．３－１．５ｍ，矸石带宽度１．５ｍ－２．０ｍ。

【技术特征摘要】
一种薄煤层无煤柱开采不等强承载巷旁充填体，包括由充填料浆充填固化而成的膏体充填墙，其特征在于在膏体充填墙外侧附接有矸石带，膏体充填墙与矸石带等高；所述矸石带是将矸石装袋后垒砌而成，矸石带靠近膏体充填墙的一侧垒砌齐直、挂设防水布，同时作为膏体充填墙的内侧模板；所述膏体充填墙宽1.3 1.5m，矸石带宽度1.5m 2.0m。2.如权利要求1所述的不等强承载巷旁充填体，其特征在于所述矸石袋层与层之间纵 横交错堆砌而成。3.如权利要求1所述的不等强承载巷旁充填体，其特征在于所述矸石带外侧设有支木 点柱。4.如权利要求1所述的不等强承载巷旁充填体，其特征在于所述膏体充填材料是 425#普通硅酸盐水泥作为胶凝材料，粉煤灰作为有胶凝性能的活性混合材料，粒径5-10mm 的瓜子石作为粗集(骨)料，粒径< 5mm的矸石粉和砂子作为细集(骨)料，并加入NaCl、 Na2CO3和Wjj减水剂作为改性材料。5.如权利要求5所述的不等强承载巷旁充填体，其特征在于所述膏体充 填材料各组分质量比为水泥粉煤灰矸石粉和砂子改性材料瓜子...

【专利技术属性】
技术研发人员：何希霖，刘永禄，刘德春，高明涛，郭忠平，
申请(专利权)人：山东新矿赵官能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]