柔模支护专利-沿空留巷的技术现状

在几十年的研究应用中，该领域的成功与失败并存们分析这验归结如下密集支架形式基本不可取沿空留巷在上世纪研究初期基本上都是以支架形式完成。那时候各种支架形式的应用曾经解决过许多回采工作面的无煤柱采煤问题。但都是应用到一些采面地压相对较小并且煤层赋存条件较好的无自然发火的低瓦斯矿井。而且应用情况也不能令人满意。这种方式因为支护材料品种多，工作量大，支护效果差，采空区隔离效果差等问题很少应用。矸石堆垛方式应该淘汰矸石堆垛法是一种看似简单经济的做法，但因为该方法不能达到及时有效支撑顶板，容易造成顶板过量下沉导致巷道不利于回采工作。这种方式虽然材料单价低，但会消耗大量的人力，而且隔离效果很差，因此适应面很小。一些好的方法的出现会加速这一方法的淘汰。砌体墙法存在缺陷采用预制块砌墙可以克服上述2.1和2.2节所述密集柱和矸石堆垛的许多缺陷，能够基本形成一道隔离采空区的密闭墙体。但该方法还是不能解决墙体与顶板的接顶问题，往往会造成顶板过量离层使得支护效果不佳。应该在此基础上进行改进。2.4. 高水材料巷旁充填沿空留巷是主流的留巷方式　随工作面在采空区所在一侧构筑巷帮充填体形成巷帮支护带。高水材料可以通过调节水灰比改变充填体抗压强度可以满足多种强度要求的工程需要，可以提供较大的初期支护阻力、增阻速度快，能够适应顶板的下沉并保证巷道较好的维护效果，而且具有很高的机械化程度，构筑的巷旁充填体具有良好的密闭性能、隔绝采空区效果较好；该材料制作的浆液单独存放24h不凝固，易于远距离输送，非常适合进行大规模沿空留巷。现浇混凝土隔墙法实践证明较好经过近几年实践证明，混凝土墙体虽然有价材料用量大。但该方法适应性广，承载力高，能够形成足够的切顶强度，安全可靠。已经被广泛接受。混凝土墙的缺点在于其比较高的工程费用和施工的复杂性以及强度上升的速度不能适应高产高效矿井工作面。还有一些施工方法不能保证墙体及时紧密贴顶。这种技术方案的施工方法主要有：大型自移式沿空留巷充填支架该支架大大提高了沿空留巷的安全性，其结构复杂，支架独立性、灵活性强、适应性以及安全性强，使用效果好。缺陷：混凝土结构施工完成后不能紧贴顶板，导致顶板离层，增加了留巷维护费用。桶柱方式巷帮支护法桶柱间距为1.4一1.8米，桶柱施工数量少，降低了工作量，施工速度快，减少了对工作面生产的影响，保障了工作面的正常推进，桶柱内混凝土的标号到300#，其试件抗压极限强度为30Mpa“，直径为600一660mm的混凝土桶柱的最大支撑力可以达到976OkN。但封闭采空区不方便。效果比整体混凝土墙体差。膏体混凝土膏体混凝土,其主要成分是硅酸盐水泥、砂、粉煤灰及膏体混凝土外加添加剂。凝固速度快、早强的特制充填体,其最大强度能达到2 MPa。充填体宽2.5 m,高3.4 m。这种方法的优点是膏体状便于施工。缺点是强度和采矿关系的不协调性，导致材料用量大很多。支护技术柔模支护技术由西安科技大学王晓利教授研发而成。成功应用于10余矿，目前正在推广应用。将此技术应用到煤矿井下作为充填墙体是煤矿技术的进步。柔模泵注混凝土沿空留巷支护技术通过省级科技成果鉴定，达到国际领先水平，并享有多项发明专利。这一技术的应用使得现浇混凝土技术在沿空留巷的施工工艺得到简化。现浇混凝土隔墙技术评价在过去的沿空留巷实施中，失败比成功多。因此对沿空留巷技术产生了副作用，大多数人失去信心。通过近几年的研究终于使人们认识到过去沿空留巷的失误多是因为隔离墙的强度和支护接顶问题造成的。近几年现浇混凝土技术隔墙的应用给沿空留巷技术带来了新的生机。混凝土的先天的优势能够满足工程需要。虽然混凝土是理想的隔墙方法，但还是有一些不足。混凝土施工中的主要缺陷是：l使用钢模板的各种支架或模板都存在模板漏浆，影响施工质量；l钢模板很难解决墙体接顶问题，容易造成顶板与墙体之间形成不均匀空缝，容易造成顶板过量下沉导致支护效果大打折扣；l 现浇混凝土强度需要28天的最终强度，任何添加剂也只能保证先期强度的上升。并不能保证任何情况下完全满足回采动压的需要，因此，只能靠加大混凝土墙体尺寸解决，造成混凝土的浪费；

序号项目名称完成主要完成人获奖情况1. MG500/1130-WD型交流引采煤机 西安煤矿机械厂强，白西训，吴海雁，高新荣，张串联，杨蕊丽，施 平，李杨芳，杜成林，石珍草，车万里 2006陕西省科学技术一等奖 2. 煤矿井下千米瓦斯抽放钻孔施工装备及工艺技术开发 陕西彬长大佛寺矿业有限公司（3） 石智军、董书宁、赵庆民、严广劳、姚宁平、田宏亮、田东庄、张 群、赵永哲、叶根飞、丛婉平 2009陕西省科学技术一等奖 3. MG900/2210-WD型交流电牵引采煤机 西安煤矿机械有限公司（1） 刘 鹏，马宏伟，杨润全，惠万里，王设计，郭 卫，施 平，许秀芳，赵友军，郭利录，封平安 2010陕西省科学技术一等奖 4. 极薄煤层上保护层瓦斯抽采及安全高效开采技术研究 陕西陕煤韩城矿业有限公司（1） 徐冉忠、林柏泉、师永贵、翟 成、屈永安、杨 威、李建民、郝志勇、孙辉合、赵武强、姜永明 2011陕西省科学技术一等奖 5. 陕西省系列瓦斯地质图、矿井瓦斯赋存规律及应用 陕西省地质调查院，陕西陕煤韩城矿业有限公司（3）、陕西陕煤铜川矿业有限公司陈家山煤矿（4） 范立民、王 英、陈永昌、张晓团、屈永安、赵庆民、何万盈、师同民、钱建峰、孙相斌、于峰 2011陕西省科学技术一等奖 6. 井筒基岩冻结法施工解冻水害治理技术研究及应用 陕西彬长矿业集团有限公司（1） 严广劳、王 蓬、段王拴、王联合、赵 强、刘沛林、武光辉、徐栓海、朱明诚、任建喜、张联队 2012陕西省科学技术一等奖 7. 煤矿致灾隐患监测辨识预警平台关键技术研究及应用 陕煤集团神木张家峁矿业有限公司（1） 方 刚、董立红、龚尚福、郭佐宁、张建安、迪 明、李占利、王碧清、厍向阳、李文俊、刘韩勇 2013陕西省科学技术一等奖 8黄土沟壑区煤油气共生矿井耦合灾害防治关键技术 陕西煤业化工集团有限公司、陕西省地质调查院等王双明、闵龙、王苏健、虎维岳、邓军、谢文兵、邓增社、原德胜、师同民、唐恩贤、程建远2014年陕西省科学技术一等奖9智能矿山建设关键技术与示范工程 陕西煤业化工集团有限公司等　　2014年度中国煤炭工业协会科学技术特等奖10黄陇侏罗纪煤田煤油气共生矿井耦合灾害防控关键技术 陕西煤业化工集团有限公司、陕西省地质调查院等王双明，闵龙，王苏健，范立民，邓军，虎维岳，等2014年度中国煤炭工业科学技术奖一等奖11黄陇侏罗纪煤田煤油气共生矿井耦合灾害防控关键技术 陕西煤业化工集团有限责任公司、陕西省地质调查院、中煤科工集团西安研究院有限公司、西安科技大学、彬长矿业集团有限公司、铜川矿业公司、黄陵矿业有限公司王双明、闵龙、王苏健、范立民、邓军、虎维岳、邓增社、原德胜、师同民、唐恩贤、程建远、宋飞、陈通、司俊鸿、李涛国家安监总局第六届安全生产科学技术成果奖一等奖12煤矿岩层柔模支护控制高效开采成套技术研发及应用 陕西煤业化工集团有限责任公司等　　2015年度陕西省科学技术一等奖