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[接上页] “三高”锚杆支护技术以抗剪切的超高强度杆体、高预紧力、系统高刚度为核心,选择超强杆体、高刚度护网、超大托盘、超强大扭矩阻尼螺母,实施大扭矩高预应力,提升主动承载能力,并向围岩扩散,形成高强主动高阻稳定的锚杆支护围岩承载结构。 留巷支护技术体系中采用的自移式辅助加强支架系自主研发,现已形成系列产品,可以成功解决不同开采条件下的采动影响期巷道围岩稳定控制问题。该支架采用液压支架结构设计,具有支护强度高、护顶面积大和自移功能。图2为ZT2×4000/18/35型辅助加强支架在井下工作状况。 图2 辅助加强支架(略) (二)快速巷旁充填技术 无煤柱煤与瓦斯共采技术体系中巷旁充填墙体是由适宜工作面采高变化,具有早强、高增阻、可缩性且实现可远距离泵送施工的大流态、自密实的新型CHCT型充填材料形成的,其基本组分为水泥,粉煤灰,粗、细骨料,复合泵送剂,复合早强剂和水等。配比范围:水泥为10~30%、粉煤灰为7~40%、石子为15~40%、砂为15~30%、水为10~30%;材料性能:充填料浆塌落度120~260mm,可实现远距离泵送,最长水平泵送距离达1200m,泵送入模后自密实;充填结束后2~3h可脱模;1d、2d、3d、7d、28d抗压强度分别可达5MPa、10MPa、12MPa、15MPa和28MPa;具有良好的压缩变形性能,压缩率5~10%,残余强度可达极限抗压强度的35~60%。该材料实现了多套组合配方,能根据不同的矿压显现规律和巷道变形特性要求配制,具有良好的承载特性和压缩变形性能且适宜远距离泵送施工,已形成了多种不同产能的工业化生产模式。 快速留巷巷旁充填工艺系统包括:地面干混充填料制备系统、地面至井下干混充填料泵站运输系统、充填泵料斗干混充填料上料系统、充填料浆的制备与泵送系统和充填支架模板系统。 主要充填工艺过程为:由地面专门生产线按设计配比生产出干混充填材料,以袋装或专用集装箱散装运至井下泵站;用螺旋输送机或皮带输送机将干混料送至充填泵料斗;在充填泵中加水搅拌均匀后经充填管路泵送至充填模内;充填料浆在充填模内自流平密实,自然养护,待硬化产生一定强度后拆模。工艺流程如图3所示。 图3快速留巷巷旁充填工艺流程(略) (三)留巷钻孔法瓦斯抽采技术 1. 首采关键层顶板采空区富集瓦斯抽采技术 在沿空留巷内布置倾向抽采瓦斯钻孔,如图1中的1#钻孔,钻孔布置在采空区上方的卸压竖向带状裂隙区,抽采采空区解吸游离瓦斯,包括来自开采层和卸压层通过采动影响形成的裂隙通道汇集到采空区上部竖向带状裂隙区内的解吸游离瓦斯,卸压竖向带状裂隙区位于采空区顶板冒落带以上的离层裂隙带内。在留巷内保持6~8个采空区抽采瓦斯管道与留巷内的抽采主管道连通,抽采Y型通风压力场驱动下在留巷后部20~80m内的采空区内部富集的大量高浓度瓦斯,该项技术利用首采关键层留巷抽采瓦斯钻孔替代了首采层顶板高位抽采巷道,节省了首采关键层岩石抽采巷,工程量大大减少。 2.大间距上部远程煤层膨胀卸压瓦斯抽采技术 如矿区煤层赋存为煤层群条件,首采关键卸压煤层后,卸压层倾向卸压范围向顶板方向发展的高度达到130~150m,在卸压保护区上部卸压煤层透气性系数增加数千倍;但远程卸压煤层与首采卸压层中间具有致密隔气性较好的泥岩,上部大间距远程卸压煤层中的富含高压解吸瓦斯仍储集在煤层中。传统的卸压开采抽采瓦斯技术是在被卸压煤层的底板布置一条岩石巷道和抽采钻孔,抽采上部大间距远程卸压煤层中的解吸瓦斯。而本项技术则是在留巷内直接向大间距顶板远程煤层卸压区内施工穿层抽采瓦斯钻孔,如图4中的6#孔、图1中的4#、5#孔,抽采钻孔直接穿过上部远程卸压煤层,倾向穿层抽采瓦斯钻孔的倾角小于采动卸压角。由沿空留巷中施工的向上倾向穿层抽采瓦斯钻孔能够获得理想的抽采高浓度大流量瓦斯效果,抽采的瓦斯可直接利用。该项技术通过留巷内向上穿层钻孔替代远程卸压煤层底板岩石巷及在该巷中布置的大量向上穿层钻孔,工程量大大减少。 1-下风巷2-上风巷3-沿空留巷墙体4-工作面 5-抽采管路 6-向上钻孔7-留巷8-回风巷9-采空区10-向下钻孔 图4 沿空留巷Y型通风低位钻孔抽采卸压瓦斯布置图(略) 3.煤层群多层开采底板卸压瓦斯抽采技术 首采关键卸压煤层,倾向卸压范围向底板方向发展的深度为80~100m,在卸压保护区下部卸压煤层透气性系数增加数百倍,底板裂隙发育区的卸压瓦斯通过竖向裂隙与采空区贯通,上浮运移至采空区,没有显著的瓦斯富集区。但在底板致密隔气性较好的泥岩之下的远程卸压煤层中存在高压富瓦斯煤层,在留巷内布置向下抽采瓦斯钻孔直接穿过下部卸压煤层,如图4中的10#孔、图1中的2#、3#孔,抽采底部卸压煤层的解吸瓦斯,可连续高效抽采高浓度瓦斯。该项技术通过留巷内向下穿层钻孔替代远程卸压煤层底板岩石巷及在该巷中布置的向上穿层钻孔,节省底板卸压煤层抽采瓦斯岩石巷和大量的抽采钻孔,工程量大大减少。 |