煤矿学习资料穿层段充填及其下方5煤顺槽贯通支护方案

穿层段充填及其下方顺槽贯通支护方案煤矿支护设计出品11生产条件概况5101工作面进、回风顺槽设计长度1680m。考虑本矿实际生产条件，因单巷掘进长度太长，通风瓦斯管理困难，同时为了缓解采掘接替紧张，故采用原4#煤系统将该工作面的两条顺槽各自一分为二，由4个掘进工作面共同完成两条顺槽的掘进工作，如图1所示。51011巷道为5101工作面回风顺槽下部，开口（变坡点）位于4号煤西八顺与采区回风巷交叉处，开口坐标为X=4140977.789，Y=1949790.438，方位角249°59′30″，底板标高735.543。51012巷道为5101工作面进风顺槽下部，开口（变坡点）位于4#煤西六顺与采区轨道巷交叉处，开口坐标为X=4140851.806，Y=19491871.807，方位角249°59′30″，底板标高742.843。两条巷道开口后均以10°的坡度向5#煤破岩掘进，约60m后全部进入5#煤层，再按同一方位角沿5#煤顶板掘进。5101进风顺槽毛宽4.4m，毛高2.6m。5101回风顺槽毛宽3.4m，毛高2.6m。穿层段巷道断面为切圆拱，净宽3.2m，立墙净高1.7m，从巷道底板到拱顶最高2.6m。均采用锚网支护。5101进风顺槽5101回风顺槽51011掘进工作面51013掘进工作面51014掘进工作面51012掘进工作面4#煤到5#煤穿层段4#煤到5#煤穿层段图1掘进工作面位置关系示意图联络斜巷4#煤顺槽5#煤顺槽(未掘)变坡点5#煤顺槽掘进工作面5#煤顺槽（已掘）图24#煤到5#煤穿层段剖面示意图目前5101切眼已经贯通，51013和51014掘进工作面已经掘进至穿层段巷道下方附近。穿层段剖面如图2所示。为了安全顺利地将两条顺槽贯通，形成5101工作面的生产系统，需要研究穿层段充填及其下方顺槽贯通时的支护方案。另外，5101进风顺槽需穿过4#煤采区煤仓，煤仓直径5.0m，最深处位于5#煤底板6.0m处。考虑进风顺槽需要沿空留巷，以及回采工作面超前支承压力对煤仓底部巷道的影响，需要研究煤仓及其底部巷道的充填方案，以及51014掘进工作面过煤仓时的支护方案。22支护及充填方案2.15101顺槽贯通支护方案联络斜巷4#煤顺槽5#煤顺槽(未掘)ABCDEFEF2m5#煤顺槽掘进工作面5#煤顺槽（已掘）变坡点GIIIIIIIV图35101顺槽分段及充填剖面示意图如图3所示，根据联络斜巷与5#煤顺槽之间的岩层厚度，将穿层段下方顺槽分为四段：第I段为从穿层段巷道开口处（变坡点）下方A点至B点，约10m；第II段为从B点至C点，约9m；第III段为从C点至D点，约12m；第IV段为从D点至G点，约18m。由于从A点至D点，顺槽顶板厚度逐渐变薄，锚索、锚杆将逐渐不能有效支护顶板。在第I段可以采用4.5m长锚索支护顶板，在第II段不能采用4.5m长锚索支护顶板，但可以采用2.4m长锚杆支护顶板，在第III段不能采用2.4m长锚杆支护顶板。因此，研究确定穿层段下方5101顺槽不同段支护方案如下：第I段进风顺槽：顶板支护：采用菱形金属网（网孔为50mm×50mm）护顶，钢筋梯子梁组合高强度螺纹钢锚杆支护，锚索补强支护。钢筋梯子梁由直径14mm钢筋制作。菱形金属网由10#镀锌铁丝机械编制。锚杆直径为20mm，长2.4m，一排6根，间排距为800mm×800mm，树脂药卷锚固（一支CK2335，一支Z2360），锚杆托盘为100mm×100mm×10mm或直径100mm、厚度为10mm的拱形高强度钢板。锚索直径为17.8mm，长4.5m，树脂药卷锚固（一支CK2335，两支Z2360）；一排2根，每隔两排锚杆施工一排锚索，间排距2000mm×1600mm，托板为300mm×300mm×14mm的钢板。两帮支护：采用菱形金属网（网孔为50mm×50mm）护帮，钢筋梯子梁组合高强度螺纹钢锚杆支护。菱形金属网由10#镀锌铁丝机械编制。钢筋梯子梁由直径14mm的钢筋制作。锚杆直径为20mm，长2.4m，一排4根，间排距为700mm×800mm，树脂药卷锚固（一支CK2335，一支Z2360），锚杆托盘为100mm×100mm×10mm或直径100mm、厚度为10mm的拱形高强度钢板。具体支护布置见图4所示。循环进尺原则上不大于1.6m。3160015°15°20°20°20°20°锚索锚杆20070070070030080080012002000120020080080080080080020044002600800800800图4第I段进风顺槽支护布置图第I段回风顺槽：顶板支护：采用菱形金属网（网孔为50mm×50mm）护顶，钢筋梯子梁组合高强度螺纹钢锚杆支护，锚索补强支护。钢筋梯子梁由直径14mm钢筋制作。菱形金属网由10#镀锌铁丝机械编制。锚杆直径为20mm，长2.4m，一排5根，间排距为750mm×800mm，树脂药卷锚固（一支CK2335，一支Z2360），锚杆托盘为100mm×100mm×10mm或直径100mm、厚度为10mm的拱形高强度钢板。锚索直径为17.8mm，长4.5m，树脂药卷锚固（一支CK2335，两支Z2360）；一排2根，每隔三排锚杆施工一排锚索，间排距1400mm×2400mm，托板为300mm×300mm×14mm的钢板。两帮支护：采用菱形金属网（网孔为50×50mm）护帮，钢筋梯子梁组合高强度螺纹钢锚杆支护。菱形金属网由10#镀锌铁丝机械编制。钢筋梯子梁由直径14mm的钢筋制作。锚杆直径为20mm，长2.4m，一排4根，间排距为700mm×800mm，树脂药卷锚固（一支CK2335，一支Z2360），锚杆托盘为100mm×100mm×10mm或直径100mm、厚度为10mm的拱形高强度钢板。4具体支护布置见图5所示。循环进尺原则上不大于1.6m。锚杆200700700700300800800260015°15°20°20°20°20°锚索10001400100020075075075075020034008008008002400800图5第I段回风顺槽支护布置图第II段进风顺槽：顶板支护：采用菱形金属网（网孔为50mm×50mm）护顶，钢筋梯子梁组合高强度螺纹钢锚杆支护。钢筋梯子梁由直径14mm钢筋制作。菱形金属网由10#镀锌铁丝机械编制。锚杆直径为20mm，长2.4m，一排6根，间排距为800mm×600mm，树脂药卷锚固（一支CK2335，一支Z2360），锚杆托盘为100mm×100mm×10mm或直径100mm、厚度为10mm的拱形高强度钢板。两帮支护：采用菱形金属网（网孔为50mm×50mm）护帮，钢筋梯子梁组合高强度螺纹钢锚杆支护。菱形金属网由10#镀锌铁丝机械编制。钢筋梯子梁由直径14mm的钢筋制作。锚杆直径为20mm，长2.4m，一排4根，间排距为700mm×800mm，树脂药卷锚固（一支CK2335，一支Z2360），锚杆托盘为5100mm×100mm×10mm或直径100mm、厚度为10mm的拱形高强度钢板。具体支护布置见图6所示。2007007007003008008002008008008008008002004400260060015°15°20°20°20°20°锚杆图6第II段进风顺槽支护布置图最后架11#工字钢棚加强支护，棚距0.6m，循环进尺原则上不大于1.2m。第II段回风顺槽：顶板支护：采用菱形金属网（网孔为50mm×50mm）护顶，钢筋梯子梁组合高强度螺纹钢锚杆支护。钢筋梯子梁由直径14mm钢筋制作。菱形金属网由10#镀锌铁丝机械编制。锚杆直径为20mm，长2.4m，一排5根，间排距为750mm×600mm，树脂药卷锚固（一支CK2335，一支Z2360），锚杆托盘为100mm×100mm×10mm或直径100mm、厚度为10mm的拱形高强度钢板。两帮支护：采用菱形金属网（网孔为50×50mm）护帮，钢筋梯子梁组合高强度螺纹钢锚杆支护。菱形金属网由10#镀锌铁丝机械编制。钢筋梯子梁由直径14mm的钢筋制作。锚杆直径为20mm，长2.4m，一排4根，间排距为700mm×800mm，树脂药卷锚固（一支CK2335，一支Z2360），锚杆托盘为100mm×100mm×10mm或直径100mm、厚度为10mm的拱形高强度钢板。具体支护布置见图7所示。615°15°20°20°20°20°锚杆20070070070030080080026002007507507507502003400600图7第II段回风顺槽支护布置图最后架11#工字钢棚加强支护，棚距0.6m，循环进尺原则上不大于1.2m。第III段：首先采用插钢管超前支护顶板，然后架11#工字钢棚支护顶板，棚距0.3m，最后对两帮进行支护。从C点开始，首先在迎头顶板与煤层分界面用直径32mm的钻头打3.0m深的钻孔，将直径1吋、长3.0m的圆钢管楔进去，每两根间距为200mm，沿分界面在巷道宽度方向打一排。然后用综掘机向前掘进，每掘进600~650mm即架2排工字钢棚支护顶板，采用双层菱形金属网护顶。每架8排工字钢棚即采用插管法进行一排超前临时支护，如图8所示。工字钢需相互连锁，防止倒架事故。两帮支护：采用菱形金属网（网孔为50×50mm）护帮，钢筋梯子梁组合高强度螺纹钢锚杆支护。菱形金属网由10#镀锌铁丝机械编制。钢筋梯子梁由直径14mm的钢筋制作。锚杆直径为20mm，长2.4m，一排4根，间排距为700mm×800mm，树脂药卷锚固（一支CK2335，一支Z2360），锚杆托盘为100mm×100mm×10mm或直径100mm、厚度为10mm的拱形高强度钢板。循环进尺不大于600~650mm。第IV段：由于与穿层巷道贯通，综掘机将底板清理平整后，采用架棚支护，棚距0.3m。由于需要对穿层巷道进行充填，在工字钢棚梁上需背长×宽×厚为600mm×500mm×50mm的水泥背板（背板中心需穿直径不小于8mm的钢筋）7或者长900mm、厚不小于50mm的木板（由直径不小于180mm的圆木锯成，两面需平整）。工字钢需相互连锁，防止倒架事故。两帮支护：采用菱形金属网（网孔为50×50mm）护帮，钢筋梯子梁组合高强度螺纹钢锚杆支护。菱形金属网由10#镀锌铁丝机械编制。钢筋梯子梁由直径14mm的钢筋制作。锚杆直径为20mm，长2.4m，一排4根，间排距为700mm×800mm，树脂药卷锚固（一支CK2335，一支Z2360），锚杆托盘为100mm×100mm×10mm或直径100mm、厚度为10mm的拱形高强度钢板。循环进尺不大于600~650mm。90030021003000钢管2003000工字钢棚图8第III段顶板支护布置示意图2.2穿层段充填方案在5101顺槽贯通后，为了保证贯通段顶板稳定和形成5101工作面通风系统，需要对穿层段巷道进行充填。具体方案如下：准备工作：在第IV段背板材料上面铺一层充填袋，且充填袋应该挂在高出背板材料1.0m的周围煤体上，与周围煤体表面的金属网用10#铁丝联接，联结点间距不大于100mm。两个充填袋之间用10#铁丝联接，联结点间距不大于8100mm。另外，应将充填设备、材料等运送到充填点附近，调试充填系统，确保正常运转。充填工作：充填材料选用ZKD高水速凝材料，水灰比1.5︰1。调试充填系统正常运转后，进行上料、拌浆等，然后将充填管放在充填袋上开始对穿层巷道进行充填。为了降低充填材料用量，减少充填费用，可在充填高水速凝材料的同时充填矸石，但矸石与高水速凝材料的体积比一般应小于1︰2。考虑两条顺槽的用途及服务年限不同，5101工作面进风顺槽的穿层巷道充填至4#煤顺槽底板高度，5101工作面回风顺槽的穿层巷道充填至5#煤顶板2.0m高度。2.3煤仓及其底部巷道充填方案为了确保51014掘进工作面安全顺利通过煤仓，以及煤仓底部巷道在受到工作面超前支承压力影响时的变形不影响工作面的正常回采，需要提前对煤仓及其底部巷道进行充填。具体方案如下：准备工作：首先对煤仓底部巷道打设密闭墙进行密闭。密闭墙用料石