图解巷道高冒区、复杂空巷充填及上隅角密闭

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一、充填设备及工艺

材料施工采用的设备主要有气动隔膜泵、混合器。

材料充填工艺如下:按照水灰比(1.5~2)∶1 的比例配制并混合搅拌,然后通过气动隔膜泵泵出,通过配制压风管的混合器,压风与浆液充分混合发泡,然后输送至充填点。具体的工艺原理示意图如图 2 所示。

二、充填方案

1、 复杂空巷充填方案

以某煤矿为例,在需要充填的巷道一侧施工1道厚25cm砖混墙,高度约2m,待砖混墙固化且具有一定的抗载能力后,向充填区灌注无机发泡材料浆液,如图3所示。

为了降低施工难度,采用间隔、分次充填的方法,从下往上依次充填,充填高度1~1.5m。 第1层次充填满后,加高砖墙,按照第1层类似的程序充填第2层。直至填满整个巷道。

为防止充填区边界处力学性能差异,每层充填区长高略不同。为保障整个巷道能够填满,应保证充填材料的流动性。现场根据材料凝固情况,实时调整材料水灰比。

2、工作面上隅角密闭方案

当工作面上隅角出现不充分垮落时,为了避免瓦斯超限、漏风等,当工作面上隅角出现悬顶区时,在上隅角位置施工密闭墙,密闭墙示意图如图4所示。

工作面上隅角密闭时具体采用的方案步骤:

(1)清理上隅角浮煤及矸石,保证充填包下部底板平整;

(2)在充填包四周固定金属网,防止鼓包;

(3)在充填包外侧靠近金属网位置打设单体柱;

(4)向充填包内部充填无机发泡材料,直至接顶。

3、巷道高冒区充填方案

高冒区的存在不仅会引起瓦斯积聚, 还易造成热量积聚,存在煤层自燃的隐患,为了杜绝该隐患,需要对冒顶区充填。 冒顶区充填方案示意图如图5所示。

首先在冒顶区下部搭设假顶,一般采用锚杆和锚索悬吊的方式,将金属网悬吊至冒顶区下部,然后在金属网上部铺风筒布,并处理好周边及接茬处,防止漏浆。

同时穿过金属网布设注浆管和回浆管,回浆管位于冒落区最高处。充填时,从注浆管向冒落区注浆充填,当回浆管出现回浆时,停止注浆,停泵20min后,拔出注浆管,从回浆管向冒落区继续充填,保证接顶效果。

参考文献:张磊,张耀辉,程博,等.煤矿用无机发泡充填材料研发及其应用研究[J].煤炭技术,2024,43(06):28-32.