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1.沿空留巷的意义 （1）取消区段煤柱，提高煤炭资源采出率； （2）少掘进1条巷道，解决采掘接替紧张的难题； （3）实现Y型通风，增加抽放采空区及下区段和邻近煤层瓦斯的场所；实现煤层群连续卸压开采。 2.国内外研究现状 （1）巷旁支护是沿空留巷维护效果好坏的关键。 （2）传统的巷旁支护如矸石带、密集支柱、木垛等普遍存在增阻速度慢、支承能力小、密闭性能差、劳动强度大，力学性能与沿空留巷围岩变形不相适应等缺点（不适应裂隙带岩层取得平衡之前的强烈沉降），不利于沿空留巷，适用于薄及中厚煤层。 （3）高水材料具有支护阻力大、增阻速度快、适量可缩，巷道维护效果好，充填工艺及充填设备简单的优点，目前得到广泛应用。 1.巷旁支护体作用机理 （顶板运动的阶段性） （1） 巷旁支护体早期强度大、支护直接顶、防止直接顶离层，切断采空区的直接顶。 （2）老顶破断过程中充填体应快速达到切顶阻力，切断采空区侧老顶，减小巷旁支护体所承受的载荷。 （3）采空区顶板破断、运动稳定后，充填体维持巷道上方已切断岩层的平衡。同时适应顶板整体下沉引起的“定变形” 2.沿空留巷力学模型 采空区的老顶沿倾斜方向破断形成“三角块大结构”，构成沿空留巷的上部边界。 3.巷旁支护体可缩量分析 依靠巷旁支护完全阻止顶板下沉是很困难的，巷旁支护体刚性越强，其承受的载荷越大，往往超过其承载能力，发生严重破坏。即：巷旁支护体提供的可缩量与支护阻力满足切断岩层的平衡。 A前苏联，b英国，c前西德鲁尔矿区 高水材料：沿空留巷时体积比水占85~90%，20~30 min内凝结，100%固化，最终强度达到8。 高水材料具有突出的塑性特征，达到峰值强度后承载能力下降缓慢, 下降速度远小于混凝土和岩石材料。 1.高水材料巷旁充填沿空留巷特点 （1）浓度小，水体积85~90%，高水材料用量少，辅助运输工作量小；远距离输送，水平输送距离＞ 5000m；充填设备可以放在地面、大巷或上下山，不影响顺槽使用、减少辅助运输工作量。 （2）快速凝固、增阻速度快，强度较大，快速支撑顶板； （3）固化体有一定压缩率，适应沿空留巷大变形； （4）工艺简单，用人少，充填系统费用低、留巷成本低。 充填泵及搅拌桶 2.现场实施 （1）为进一步提高充填体的抗变形能力和承载能力，发明了对拉锚杆、钢筋网、梯子梁与充填袋组成的充填体预应力承载结构。增加充填体两侧自由面围压，提高充填体力学参数；柔性结构，可充分发挥高水材料的塑性性能。采用对拉锚杆、梯子梁 、钢筋网增加充填体的承载能力和变形能力。 （2） 6.0小时留巷6.0m长，施工速度及材料强度的增长速度满足一天留巷18m到24m，不影响工作面回采。 （3）操作空间顶板维护 液压支架拉架后、采用挡矸支架维护采空区顶板，采用充填支架或单体液压支柱维护充填区域顶板。 （4）控制充填区域顶板离层、破碎 如果顶板易离层、破碎，充填区域顶板需要铺设顶网、打设锚杆或锚索 。根据顶板的稳定情况确定架前或架后打设。 （5）构筑充填空间 打设充填体外侧的单体液压支柱或充填支架；挂充填体两侧钢筋网；挂充填袋；挂钢筋梯、穿对拉锚杆。 （6）充填 构筑好充填空间，留下1~2人查看，其余人员到充填泵站搅拌浆液，开始充填。 作业流程图 （7）留巷段加强支护 工作面后方60~100m顶板剧烈活动，采用单体液压支柱或专门支架加强支护，然后将该支架移到前面。
（8）沿空留巷支护 ①沿空留巷大变形特征： 覆岩破断、运动剧烈； 应力调整、转移； 巷道变形剧烈、尤其底鼓； 一般工作面后方60~100m顶板活动剧烈。
②基本支护 采用高预紧力、高强度、大延伸率锚杆与锚索支护； ③临时加强支护 工作面后方60~100m左右、顶板剧烈变形阶段，采用临时加强支护支撑顶底板、减小顶板回转、下沉和巷道底鼓。
1.现场基本条件 （1） 综采放顶煤； （2）深井、大采高：埋深1000m左右，采高5m左右； （3）高瓦斯、易燃煤层，上分层； （4）一般条件。 2.应用效果 通过在某矿开采工作面现场应用高水材料沿空留巷技术后，取得了良好效果。 |
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