沿空留巷技术研究.doc

应用高水材料复杂条件下沿空留巷新工艺研究
成果总结报告

应用高水材料复杂条件下沿空留巷新工艺研究
成果总结报告
一、项目确定的依据
1293综放工作面位于 矿业公司一水平九采区，是该采区的最后一个回采工作面。为了应用综采技术回收九采区断层煤柱和采区上山保护煤柱，对1293工作面外部进行了改造。由于采面在回采过程中跨采区运输上山、轨道上山开采，受采面生产系统制约，需在1293改造风巷进行沿空留巷。同时，计划在二水平三采区较薄煤层开采中应用沿空留巷技术，减少二水平地区回采巷道的准备工程量，降低支护成本。为了积累相关方面的经验，需在22201运巷进行沿空留巷技术研究。基于以上两方面的原因，需要与中国矿业大学进行合作，共同完成该项课题。
二、成果的性质用途及适用范围
应用高水材料复杂条件下沿空留巷新工艺研究成果的性质用途是；通过应用新型高水材料作为沿空留巷的巷旁支撑体，降低沿空留巷成本，拓宽沿空留巷的推广应用范围，实现无煤柱护巷，减少回采工作面巷道准备工程量，提高煤炭资源回收率。成果具有操作方便，支护效果好，支护成本低，适用范围广等优点，具有广泛的推广应用前景。
三、施工地区概况
（一）、1293风巷地质与生产技术条件
1、地质概况
1293风巷外延留巷段位于九采下山西侧，左以F16断层为界，下为未开拓区。地表为丘陵，坡地多为梯田，有两条冲溪沟谷，为第四系冰碛物覆盖，基岩无露头，地表无河流及其它永久性水体；夏季降雨沿沟谷排泄，无受保护水体与建筑物。煤层结构简单、较稳定，从外延段煤层揭露情况看，煤层较厚平均4.0m，局部夹0.1～0.3m炭质泥岩。从邻近钻孔7807看，直接顶板为砂岩粉砂岩互层，厚6.05m，老顶为细砂岩，厚4.45m，直接底为泥岩，厚8.06m，老底为细砂岩，厚2.8m。工作面正常涌水量10m3/h，最大涌水量50m3/h。该面绝对瓦斯涌出量为0.21～0.3m3/min，无煤尘爆炸危险，无自燃现象。
1293工作面位置如图3-1所示。
1293外延留巷段长不足200m。工作面倾斜长平均180m。煤层倾角平均24°。
煤层综合柱状图如图3-2所示。
图3-1 1293工作面外延段平面位置示意图
2、1293工作面生产技术条件
采用ZF2400—16/24BGA型放顶煤液压支架。采用斜切进刀方式，单向割煤。采煤机型号为MG160/375—W型双滚筒采煤机。采面采用SGZ-630/264型中双链刮板输送机装煤。1293工作面主要设备见表1-1。1293风巷采用锚网支护，支护断面如图1-3所示。工作面实行“三、八”制作业，二采一准，每天平均进尺2m，平均采高3.0m（留底板不采）。

支护断面图3-3

图3-2 煤层综合柱状图
（二）、22201运巷地质与生产技术条件
1、地质概况
22201运巷所在位置地面标高为226~260m，工作面标高-75-160m，埋深平均365m。地表为丘陵、坡地、多为梯田，有冲溪沟谷，为第四系冰碛物覆盖，基岩无露头，地表无河流及其它永久性水体，雨季降雨沿沟谷排泄，地面无受保护的水体和建筑物。22201工作面位于二水平二采区里部、上邻原二坑五采区上部采空区、下邻22203面区段回风平巷、左为二采区泄水巷、右为原二坑五采区22515面及F11断层。平面位置如图1-1所示。
22201运巷走向长度平均370m。工作面倾斜长度平均150m，煤层倾角12-30°，平均19°。煤层结构简单,外部煤层较薄为1.2m左右,里部煤层较厚为1.5~1.84m。该面中部有8625和6876两个钻孔，揭露煤层厚度分别为1.84m和1.76m。直接顶为粉砂岩，厚0-2m，黑色、细腻含较多植物化石；老顶为中砂岩，厚11.85-17.00m，深灰色、石英长石为主，厚层状、坚硬。直接底为泥岩，厚2.06-3.12m，黑色、细腻含较多植物化石；老底为中砂岩，厚7.57-8.20m，浅灰色、坚硬石英长石为主，含泥质团块。煤层综合柱状图如图1-2所示。
该面外部为单斜构造，据二采里泄水巷和二坑22513运巷可知，共揭露3条断层，落差H=1.0-1.5m,对工作面影响不大。由于该面位于二坑五采采空区下面，有大量积水，最大涌水量为1.5m3/min，正常涌水量0.25 m3/min。该面绝对瓦斯涌出量为0.01 m3/min，煤尘无爆炸危险，煤无自燃现象。
2　22201工作面生产技术条件
22201工作面采用综合机械化回采工艺，主要设备见表1-1。工作面运巷采用锚网支护。其中：顶锚索长7100mm，顶锚杆2150mm；帮锚杆长2300mm，支护断面如图1-3所示。工作面实行“三、八”制作业，二采一准，每天平均进尺3-4m平均采高1.6m。工作面布置形式如图1-4所示。超前支护距离20m。

图3-4 22201工作面运巷沿空留巷平面位置示意图

图3-5 煤层综合柱状图

图3-6巷道支护断面图

四、成果所依据的科学原理
（一）、充填工艺选择与充填体基本参数确定
　1、充填工艺
1293工作面是九采最下面一个工作面，进行充填体时，充填泵站设置于采区变电所附近，距充填地点最长距离800米左右。22201为二采里首采面，充填泵站设置于泄水巷内，距充填地点最长距离400米左右。双液输送泵选用了镇江江城注浆设备有限公司生产的ZBSB-148-23/6-185煤矿用双液变量注浆泵
　　　　　　　　双液充填泵性能指标 表4-1
型号
最大流量
L/min
压力
MPa
输入功率kw
质量
kg
备注
煤矿用双液变量注浆泵
ZBSB-148~23/6-185
148
6
18.5
570
江城
2、巷旁充填材料
巷旁充填材料选择由中国矿业大学研制的ZKD型高水速凝充填材料。表3-2为ZKD型高水速凝充填材料实验室测得的性能指标平均值。
　　　　　　　高水速凝材料基本性能 表4-2
初凝时间/min
水泥方孔筛余
抗压强度（MPa）
2h
24h
7d
28d
8~30
＜8%
≥1.8
3.5~4.5
7~8
8~10
3、巷旁充填体几何参数的确定
从充填体强度、稳定性及结合1293及22201工作面具体条件，通过工程类比与现场实践经验确定充填体几何形状与尺寸。
工程实践表明，充填体及巷道围岩变形与充填体断面形状等存在较大的联系，数值计算模拟等数理手段从理论上清晰地分析了这一情况。因此，巷旁充填体的形状与几何尺寸主要根据工程类比法来确定。表4-3列出了陶一矿沿空留巷所进行的数值模拟基本规律。
表2-3较清楚地说明了充填体断面形状、充填体强度以及充填体稳定性提高措施等因素与沿空留巷效果密切相关。显然，对 矿1293工作面外风巷、22201运巷，这样的规律同样存在。由于 矿1293工作面煤层的倾角比陶一矿12701工作面煤层倾角更大，平均达到了24°。充填体断面形状若为矩形（该形状易于操作，方便实施），则可直观看出支护结构受力不好。由此1293区段回风平巷外延段沿空留巷时充填体的断面形状以梯形为好。综合考虑确定充填体有效承载宽度为2500mm可满足要求。经换算可确定出断面形状为梯形时，几何尺寸为宽3000mm。
表4-3　充填体及围岩变形与充填体几何形状间的关系数值模拟结果
充填
体断
面形状
几何尺
寸(宽度)
/mm
充填
体强
度/MPa
有无
锚栓
充填体
平均宽
度/mm
巷道变形
X方向位移
宽度
/mm
高度/mm
最大
/mm
最小
/mm
矩形
2700
5
无
5905
288
1450
1600
-600
有
4550
680
1600
1440
-521
6
无
5590
611
1560
1450
-480
有
4010
1037
1640
880
-500
7
无
5427
658
1576
1401
-400
有
3925
1045
1642
920
-495
8
无
5204
965
1650
1290
-370
有
3423
1625
1780
515
-343
梯形
2000×2700
5
无
5087
535
1613
1513
-501
有
4265
982
1780
1370
-408
6
无
4804
700
1630
1425
-420
有
3580
1395
1830
790
-391
7
无
4709
747
1639
1401
-401
有
3450
1512
1842
687
-379
8
无
4175
1088
1665
1250
-361
有
3253
1720
1871
498
-301
2500×3200
5
无
4970
702
1660
1445
-467
有
3677
1442
1851
893
-321
6
无
4322
1074
1685
1137
-383
有
3415
1660
1941
620
-290
7
无
4115
1099
1684
1131
-370
有
3311
1906
1961
480
-251
8
无
3858
1402
1732
885
-310
有
3151
2033
2114
340
-240
4、充填体位置确定
（1）1293外风巷充填体位置确定
根据1293工作面外风巷断面与原巷内支护形式，并考虑对沿空留巷后巷道断面大小的要求，充填体位置确定如图4-1与图4-2所示。
图4-1　充填体与巷道平面位置示意图

图4-2　充填体与巷道剖面位置示意图
（2）、22201运巷充填体位置确定
根据22201工作面运输平巷断面与原巷内支护方式，充填体位置有以下四种组合方式：（1）将充填体全部置于采空区，留原巷道宽度，利于使用，但留巷成本要高（方案一）；（2）将充填体大部分置于采空区，使留巷宽度较大，留巷成本比方案一稍低（方案二）；（3）将充填体大部分置于巷内，小部分留在采空区，可完全满足使用要求，此方案经济合理（方案三），如图3-3~图3-4所示；（4）将充填体完全放在巷内，对留巷有利，但留下巷宽较小，不能满足使用要求（方案四）。根据22201工作面运巷的留巷要求，确定将充填体部分置于巷内，部分

置于采空区，即方案三。方案三较好地体现沿空留巷的核心与实质，符合沿空留巷的技术特点与要求，能较好地适应沿空留巷时巷道围岩矿压显现规律。(注：图4-3与图4-4为梯形断面充填体的情形。)
5、梯形断面充填体情况说明
（1）、1293梯形断面充填体情况说明
充填体横断面形状有矩形与梯形两种。在1293工作面外风巷，由于煤层倾角较大，矩形断面存在结构不稳的问题，充填体受力也不理想。矩形充填体靠巷道侧上部会受剪切而较快出现破坏，使充填体有效支撑断面减少，不利于充填体整体性能的发挥，如图4-5；而梯形断面则能表现出较好的受力性能，尽管不能完全发挥梯形断面的受力性能，但可以降低矩形断面支护下有效承载面积锐减的不利状况。可见，两种断面形状在同一受力环境下表现出不同的力学性能。因此，

图4-3　充填体与巷道平面位置示意图（方案三）

图4-4　充填体与巷道剖面位置示意图（方案三）
将1293工作面风巷外延段充填体断面形状定为梯形是合理的，如图4-2所示。
（2）、22201梯形断面充填体情况说明
从设计角度考虑，充填体横断面形状有矩形与梯形两种。在22201工作面区段运输平巷围岩受力环境下，两种充填体断面形状从受力角度分析是不一样的。矩形充填体靠采空侧上部会受剪切而较快出现了破坏，使充填体有效支撑断面减少，不利于充填体整体性能的发挥，如图4-6；梯形断面表现出较好的受力性能。可见，两种断面形状在同一受力环境下表现出不同的力学性能。因此，22201工作面区段运输平巷沿空留巷充填带断面形状确定为梯形，如图4-4所示。
图4-5　矩形断面充填体断面示意图

图4-6　矩形充填体断面形状示意图
6、充填体稳定性控制措施
充填体稳定性主要包括两个方面：（1）在顶板压力作用下，纵横向的变形失稳情况。当横向变形较大时，充填体就会失稳，因此需要采取措施提高充填体的横向抗变形能力；（2）当煤层倾角较大时，充填体置于斜面上，在重力与顶板压力等作用下，充填体会失去稳定性，产生向采空区方向滑移的趋势，此情形会使充填体完全失稳。因此，针对这两种情况，需要采取下面技术措施。
（1）充填体抗横向变形预防措施
高水材料具有良好的变形能力，实验室试验可知，其变形量可达10%-15%，但工程实践证明，充填体的横向变形能力仍然需要提高。事实上，在其它条件相同的前提下，横向变形能力是一定的。因此，进一步提高充填体横向抗变形能力是必须要解决的问题。即在强度满足要求的前提下，还必须使充填体的横向能达到稳定。因此，在实际应用中在充填体中置入锚栓来约束充填体的横向变形，以提高充填体整体支护性能。
如图4-7及图4-8所示，在充填体上下布置2-3个锚栓(据充填体高度变化而定)，最上面锚栓距顶板约600mm，锚栓间距约750~1200mm；下面锚栓距底板高度自动调整，充填袋两侧采用木托板，必要时可挂网。锚栓布置见图4-8，材质用直径为20mm的A3圆钢。
（2）　充填体抗斜面下滑技术措施
当煤层倾角较大时，充填体全部或部分是置于斜面上的，在重力与顶板压力的作用下，充填体会失去稳定性，产生向采空侧滑移的趋势，甚至完全失稳。针对此情况，采取构筑横向拉杆的技术措施，实现充填体的稳定性，具体如图4-9所示。此技术措施可较好地抑制充填体的下滑趋势，可大幅度提高充填体稳定性。
五、成果的创新点及解决问题的方法
1、应用底板锚杆抗斜面失稳技术，稳定充填体，效果较好。
2、该技术操作方便、易于现场管理、应用范围广，拓宽了沿空留巷技术的适用范围。
3、通过成果的实施，减少了巷道准备工程量和施工费用，提高了煤炭资源的回收率。

图4-7 锚栓结构示意图

充填袋间锚栓与充填体两侧钢带布置图 图4-8

1293充填体抗斜面失稳技术示意图 图4-9
六、成果的实施情况及效果
22201运巷及1293外风巷充填留巷工程分别于2008年4月1日和2008年6月1日由综采二区、准备区进行实施。其中22201运巷沿空留巷工作于2008年7月20日结束；1293外风巷留巷工程于2008年8月底结束。通过近几个月的观测，由于受地质条件的影响，两条巷道虽然存在变形现象，均可以满足采面使用要求。具体实施过程及施工措施如下：

22201充填体抗斜面失稳技术示意图 图4-10
（一）巷旁充填工艺实施
1、巷旁充填工艺
高水材料巷旁充填工艺包括充填泵站与充填点两部分。基本工艺流程如图6-1所示。

图6-1　巷旁充填工艺流程
（1）、泵站准备
①、卸料与检修。卸料工将当天所需甲、乙料从矿车中搬运到各自的存放处，避免混放。检修工检修充填泵、开关、搅拌桶以及通讯线路等内容。
②、充填泵站拌料。甲、乙料分别在1#、2#搅拌桶和3#、4#搅拌桶中搅拌。当1#、3#搅拌桶给充填泵供料浆时，2#、4#搅拌桶应加水上料并搅拌。而当2#、4#搅拌桶给充填泵供料浆时，1#、3#搅拌桶开始加水上料搅拌。两对搅拌桶交替工作，直到完成充填工作。
（2）、充填点准备与充填
充填班作业人员根据已经构筑好的充填体距排头架间距离大小确定采用适宜的充填袋，定位好充填空间位置，对充填空间区域顶板进行支护（根据顶板完整情况确定是否架设临时抬棚），满足安全要求。随后进行清理浮煤与架设模板（拆卸与架设同步）等工作。同时拆下前一天构筑好的充填体前档板，按要求支设基础模板，打牢单体液压支柱；之后将适宜的充填袋放入模板内，挂起充填袋，拉紧四周挂环，使充填袋下部成形，完成吊挂充填袋的准备工作。
经专人全面检查合格后，与充填泵站工作人员联系，开始启泵。充填点人员观察混料口流出均匀料浆后，将充填管置入充填袋内进行正式充填。
在充填过程中，应巡回检查充填袋周边情况，发现问题及时处理。每充填20cm高度，上提一次充填袋，避免充填袋下坠打皱。等充填袋内料浆逐渐增高接近基础网架模板上端时再加一块网架模板或木制调节模板。如此循环上述过程，直到充填体密实接顶为止。需要指出，应尽可能使充填袋接顶密实，不应有缝隙。当快要接顶时可依据充填体上方顶板情况，决定是否拆除上方的抬棚。当接顶密实后，即将注浆管从充填袋内拿出，并用绳将充填口捆扎结实，防止浆液外溢。同时，充填点工作人员应迅速将安放于甲乙料混浆管尾段的清水阀打开，冲洗混浆管，以免其被堵塞。如果此时充填工作已经结束，则应通知泵站，开打清水，清洗管路。
（3）、框架模板架设与拆卸
框架模板主要是辅助充填袋成形。模板拆卸一般由上而下顺序进行，至基础网架模板时，将其移到架设位置并打好旁边单体液压支柱，使其稳定，并拧紧上次充填所安设的锚栓。
在架高前基础模板时，若倾角较大，模板与煤层底板间可能存在间隙，要用小木板进行辅助处理，以保证充填袋成形。
2、劳动组织与作业安排
（1）、充填劳动组织
在巷旁充填工艺实施过程中，需要各工种相互配合才能完成充填工作。各工种主要分布于以下各环节与工作地点：材料运输、充填泵站、充填点与液压支架后方顶板的支护等。劳动组织见表5-1。
各工种职责为：充填工清理充填点，拆装模板、挂袋、回支临时支护、充填及架设锚栓等。配浆工冲洗泵、管路及混合器，负责料搬运、配料及泵送等。机修工检修泵、管路、混合器及信号控制系统等。司机主要操作充填设备等。班长对整个充填系统及充填质量、安全、进度全面负责，并负责安排与采煤班的交接任务。搬运工将充填材料运至充填硐室并放置好。支护工按要求完成液压支架前移后裸露顶板与靠采空侧顶板的支护工作。

充填劳动组织表 表6-1

序号
工种
班次人数
备注
检修班
采煤班1
采煤班2
1
充填工
5

搬运工2名。实际中从支护与配浆工各抽1名作辅助搬运，负责从地面到泵站的运输任务。
充填点：1名充填组长（兼）；
泵站：1名泵站组长（兼）；
班长：全面负责；
采煤班支护工：由采煤班工人兼职；
2
配浆工
3

3
机修工
1

4
司机
1

5
班长
1

6
搬运工
2

7
采煤班支护工

3
3
小计
13
3
3
合计
13
3
3

3、充填工艺实施方法
（1）　充填点作业程序
充填工必须严格按照如下操作程序进行作业。
第一步：在进入充填地点前，必须先敲帮问顶，观察煤壁、顶板、临时支架与瓦斯检测等工作，一切安全正常后方可进入充填点进行作业。
第二步：拆除上次充填框架及对应的固定点柱，安设好本班充填框架，挂好充填袋，打牢固定点柱等。
第三步：上述工作按要求完成后，信号通知泵站开泵，并通知泵站本次实际充填高度。
第四步：充填过程中，密切观察充填袋周围情况，发现问题及时处理。
第五步：充填快接顶时，通知泵站，并依据顶板情况决定是否拆除其上的倾斜抬棚。待充填体完全接顶后，将高压注浆软管从充填袋内取出并用细铁丝扎紧充填口。
第六步：冲洗混合器及管路，见清水后通知泵站停泵。
（2）　泵站各工种操作程序
泵站人员必须严格按照如下程序进行作业。
第一步：检修充填设备、电控及信号系统，清除泵内、搅拌桶内污渣，并确保充填设备与管路等畅通。
第二步：接到充填点通知后，分头配制甲、乙料浆。
第三步：甲、乙料浆配好后，打点通知充填点并开泵进行正式充填。在充填过程中，司机要密切观察注浆压力的变化情况，遇到问题及时处理。
第四步：充填完毕后配合充填点做好最后的清理与交接任务。
（二）、在沿空留巷实施过程中，针对现场情况采取了以下措施
1、充填点临时支护措施
（1）、1293外风巷充填点临时支护
1293风巷外风巷顶板状况破碎，对进行沿空留巷不利。因此，在排尾支架前移后，及时对裸露顶板进行支护。采用了及时铺网与架设抬棚措施。抬棚可采用厚为200mm，长为3700mm的方木，抬棚排距为750mm，每排抬棚沿倾斜方向打三个单体柱子。当吊挂充填袋时，去掉抬棚中间单体柱子，以留出空间吊挂充填袋。当充填体快要接顶时，依据顶板情况决定是否拆除留在充填体上方的倾斜抬棚。此外，在充填体采空区侧架设长约10-12m的两道走向梁，走向梁间距700mm。采用金属铰接顶梁加单体液压支柱，如图6-2所示。
排尾架架

图6-2　充填区域抬棚等临时支护示意图
（2）、22201运巷充填点临时支护
22201运巷顶板比较完整，有利于留巷工作，其留巷时充填点临时支护基本与1293相同，不同点在于1293风巷为工作面排尾支架的管理，22201运巷为工作面排头支架的管理。具体见图6-3
排头架
走向梁
充填区抬棚

图6-3　充填区域抬棚等临时支护示意图
2、排头、排尾架前移时，后方裸露顶板的支护措施
采煤班必须配合好巷旁充填作业。在实际操作过程中，采煤班做好以下工作：排头、排尾架开始前移之前；排头排尾架前移过程中与排头、排尾架前移之后。
（1）排头架开始前移之前
当推移排头、排尾架之前，要详细检查支架后面顶板以及靠采空侧顶板的完好状态，对支护不合格或存在安全隐患的顶板区域要进行安全处理，如采取加强支护等措施，并紧跟排头架护好顶板（可用单体液压支柱加金属铰接顶梁并铺网等），具体支护见图6-2、6-3所示。
（2）排头架、排尾架前移过程中
前移靠风巷侧的排尾架或靠近运巷侧排头架时，要做到带压移架，使顶板保持完整。前移支架速度要慢，必须缓缓进行，无支护顶板就慢慢裸露出来，此时位于支架后方巷道侧的两名支护工（安排经验丰富、操作熟练的技术工人担当此工作）必须认真细致地观察裸露出来顶板的完好与安全状况，并与前方操作支架工时时保持沟通，有情况及时通告支架前移工停止前移，并科学地进行处理，若情况复杂必须请求跟班班长，不能随意或擅自行动。同时，支架操作工要绝对听从位于支架后方支护工的指示。因为只有这样才能保证支架后方顶板完整，保证充填空间安全可靠。对裸露出来顶板要及时进行支护，绝不允支架后方顶板无支护情况出现。
在此过程中，支架后方的支护工可根据情况适时注意顶板状况。若顶板情况确实完好，没有安全隐患，支架工可一次缓缓完成一个循环的前移工作，否则必须在移架的过程中，停下来对裸露的顶板进行处理，一切安全与无误后方可继续下一步操作。
（3）排头架、排尾架前移后
当排头架、排尾架前移完成第一个循环后，支架后方的支护工必须认真地对液压支架后方区域的顶板支护质量进行再检查，以确保顶板处于绝对安全状态。
当两个采煤生产班完成后，沿风巷采空侧支架后方就有2200-2700mm支护好的无充填空间。该空间即为充填体要摆放的地方。
（4）排头架、排尾架上方顶板预维护技术
在工作面推进过程中，排头架、排尾架反复对上方顶板进行支撑，影响顶板的完整性，不利于顶板的稳定。因此，在实际操作过程中，尽量减少排头架、排尾架对上方顶板整体性的扰动与破坏。可采取适当降低支架对顶板的支护阻力实现这一目的，即采用带压移架的方式完成此项工作。
3、原巷道补强技术措施
1293风巷外风巷顶板留巷后，直接顶及其上位岩层始终处于向采空侧片垮状态，即整个顶板始终受到拉应力的作用，使顶板的稳定性会变得较差，加之1293外风巷顶板在巷道掘时就十分破碎，巷道两帮煤体也十分松软与松散，这些问题给沿空留巷后巷道的稳定性会带来严重影响。因此，要使沿空留巷能取得成功，对原巷道围岩需要进行加固与补强。补强的对象是巷道顶板与巷道上帮煤体。补强后使顶板抗拉应力能力得到显著提高，使巷道上帮煤体得到进一步稳定。补强的主要技术措施：（1）在原巷道通过实施超强注浆锚索对顶板进行补强，提高抗拉强度；（2）对巷内原锚索进行二次张拉，若有失效锚索需重新补上；（3）对上帮煤体进行锚索与注浆补强加固，提高煤帮整体稳定性。
4、工作面前方与后方巷内加强支护
为保证巷旁充填工作安全顺利的进行，减轻工作面采动时支承压力对巷道的影响，确保留巷达到较好效果，在对巷旁充填作业点进行可靠支护，形成安全工作空间的同时，对工作面后方巷内进行临时加强支护。
巷内临时加强支护措施：在工作面后方20m范围内架设两道走向梁，一道靠上帮，另一道靠充填体侧。走向梁选用1.2m铰接顶梁及加长单体液压支柱。
5、充填区与采空侧通风措施
1293工作面留巷后按照通风要求进行管理。充填体靠采空侧存在“上隅角”问题，且空气相对不流通，有可能出现瓦斯积聚，且由于该区域充填工作人员需要频繁进出，该区域必须强化瓦斯管理，确保该区域作业安全。为解决通风问题，利用小局扇进行压入式通风，将风送至采空侧无风区，以驱散采空侧可能存在的瓦斯积聚，保障工作人员在此区域作业安全。加强瓦斯检测与管理工作，在人员施工地点安装瓦斯检测仪器，同时每班安设专人进行该区域瓦斯检测，发现问题及时处理。
22201工作面运巷为了沿空留巷工作掘进了专用联络巷进行通风。同时，根据该地区巷道底鼓变形严重现象，及时进行卧底工作，确保巷道通风。
6、充填过程注意事项
在严格按照上述各步骤进行操作的同时，还应注意以下事项：
（1）若电气或设备出现故障，充填点人员应立即将混合管从混合器上取下，用高压清水进行冲洗，防止混合管堵塞。
（2）泵站人员应观察甲乙料的吸入情况，看是否一致，出现异常应立即进行处置。
（3）充填点人员密切观察充填袋周围顶板，特别是充填袋本身变化情况，出现问题立即处理。
（4）加强泵站与充填点的联系，及时通报相互间存在的问题以及解决的方法途径，确保充填工序连续进行。
七、经济效益和社会效益
（一）经济效益
1、通过22201运巷沿空留巷，可多回收煤炭3.12万吨，创经济效益405.6万元
22201运巷沿空留巷后，可多回收22201运巷与22203风巷之间的煤柱，回收煤量 300×36×1.7×1.7=3.12（万吨）。
如煤炭综合生产成本按220元/吨，煤炭综合售价按350元/吨进行计算，则可创造经济效益 3.12×（350-220）=405.6（万元）。
2、通过1293外风巷沿空留巷，可多回收煤炭20万吨，创经济效益2600万元
通过1293外风巷沿空留巷，可多回收煤炭
190×185×3.2×1.7=19.1（万吨）。
可创造经济效益 19.1×（350-220）=2483（万元）。
3、通过1293外风巷沿空留巷，可少掘进巷道150米，减少巷道施工费用59.2万元
为了解决1293外部工作面开采时回风难题，如不在外风巷进行沿空留巷，必须掘进工作面回风巷道，掘进巷道工程量为150米。采用沿空留巷技术后则减少了该部分工程。如锚梁网（规格4.5×2.8m）巷道施工总成本按3947元/m，其中支护成本2529元/m，人工费用1235元/m，设备费用183元/m，测算按单进120m/月，则减少巷道施工费用 150×（2529＋1235＋183）=59.2（万元）。
4、沿空留巷费用
（1）22201沿空留巷费用
注浆材料
序号
项目
巷道长度
单位
总使用量
每米用量
单价
总费用
每米费用
1
高水材料1
230
吨
330
1.43
690
227700
990.00
2
高水材料2
230
吨
325
1.41
690
224250
975.00
3
锚栓
230
根
460
2.00
65
29900
130.00
4
铁托板
230
个
920
4.00
10
9200
40.00
5
木托板
230
个
920
4.00
10
9200
40.00
6
木点柱
230
根
230
1.00
100
23000
100.00
7
充填袋材料
230
平方米
1840
8.00
13.8
25392
110.40
8
充填袋加工
230
个
115
0.50
200
23000
100

合计

571642
2485.4
人工费用
（1）泵站添料搅拌10人，工作面注浆4人，卧底支模板5人， 合计19人。施工107天，人工费用平均60元/工，总计人工费19*60*107=12.198万元。
（2）大的卧底共两次，用工约50工/次，2*50工*60元/工=0.6万元。总计人工费用12.198 + 0.6 = 12.798（万元）。
巷道加强支护
序号
项目
规格
巷道长度
单位
总使用量
每米用量
单价
总费用
每米费用
1
锚杆
18*2400
230
根
863
3.75
30
25890
112.57
2
锚杆托板
100*100
230
个
863
3.75
10
8630
37.52
3
树脂药卷
s2360
230
根
1726
7.50
4
6904
30.02
4
锚梁
18*4200
230
个
164
0.71
40
6560
28.52

合计

47984
208.63
22201沿空留巷总费用 4.798＋12.798＋57.164=74.76（万元）。
（2）、1293沿空留巷费用
注浆材料
序号
项目
巷道长度
单位
总使用量
每米用量
单价
总费用
每米费用
1
高水材料1
80
吨
115
1.44
690
79350
991.88
2
高水材料2
80
吨
115
1.44
690
79350
991.88
3
锚栓
80
根
212
2.65
65
13780
172.25
4
铁托板
80
个
212
2.65
10
2120
26.50
5
木托板
80
个
212
2.65
10
2120
26.50
7
充填袋材料
80
平方米
1840
24.00
13.8
25392
317.40
8
充填袋加工
80
个
40
0.50
200
8000
100

合计

210112
2626.4
人工费用
（1）人员：泵站添料搅拌5人，工作面注浆、卧底支模板10人，回料4人， 合计19人。人工费用平均60元/工，施工61天，总计人工费19*60*61=6.95（万元）。
（2）卧底用工约100工，100工*60元/工=0.6（万元）。
人工费用6.95+0.6=7.55（万元）。
1293沿空留巷总费用 7.55＋21.01=28.56（万元）。
1293及22201沿空留巷总费用共计 28.56＋74.76=103.32（万元）。
共计创经济效益 2483＋405.6＋59.2－103.32=2844.48（万元）。
（二）、社会效益
通过1293风巷和22201运巷应用沿空留巷技术，降低沿空留巷成本，实现无煤柱护巷，减少回采工作面巷道准备工程量，提高煤炭资源回收率，不但创造了巨大的经济效益，而且积累了不同地质条件下沿空留巷方面的成功经验，为今后沿空留巷工作的全面推广打下了基础，创造了显著的社会效益。
八、成果的总体水平及推广应用前景
应用高水材料旁侧充填新技术沿空留巷工艺研究成果，通过应用新型高水材料作为沿空留巷的巷旁支撑体，降低沿空留巷成本，拓宽沿空留巷的推广应用范围，实现无煤柱护巷，减少回采工作面巷道准备工程量，提高煤炭资源回收率。成果具有操作方便，支护效果好，支护成本低，适用范围广等优点。该成果达到了国内先进水平，具有广泛的推广应用前景。
九、存在问题及改进建议
1、施工期间应加强泵站与充填点之间的联系，以便控制充填速度和充填材料配比，确保充填质量，避免浪费充填材料。
2、应适当保存留巷内的加固支护，保证加固支护滞后充填时间15天左右拆除，提高充填体的支护效果。
3、施工中应协调好回采与留巷之间的关系，避免回采与留巷之间相互影响。
4、应加强沿空留巷巷道围岩变形观测工作，以便调整支护参数和充填材料配比，为类似条件的沿空留巷积累经验。

21