組合模板沿空留巷工藝研究

組合模板沿空留巷工藝研究

0采用組合模板代替柔性模袋填海灣混凝土是一種成熟的工藝，在全國得到了廣泛應(yīng)用。韓城礦業(yè)公司自2010年推廣沿空留巷技術(shù)以來,一直采用柔性模袋充填,但由于其柔性模袋價格較高,影響留巷成本,公司計劃采用組合模板代替柔性模袋。2012年7月韓城礦業(yè)沿空留巷課題組對淮南礦業(yè)公司朱集礦和潘一東礦沿空留巷木模板留巷工藝進行了考察,結(jié)合韓城實際設(shè)計了組合鋼模板、鋁合金模板、鋼筋網(wǎng)模板,于2012年11月在下峪口煤礦21210回采面開始試用。目前象山煤礦21306采面、21307采面、2515采面推廣應(yīng)用了鋁合金模板沿空留巷,下峪口煤礦21210采面、4216采面、21212采面和桑樹坪煤礦4219采面推廣應(yīng)用了鋼模板沿空留巷。1剛性模型設(shè)計1.1剛性模板設(shè)計的基本要求設(shè)計原理:利用組合模板和緊固件保證墻體成型,篷布和接頂模板防止墻體漏漿,不同規(guī)格的模板以適應(yīng)采高變化,加長模板以適應(yīng)推進度變化,輕型材料以減輕工人勞動強度等特點,便于模板的拉移。剛性模板設(shè)計基本要求:(1)保證墻體結(jié)構(gòu)和外形;(2)有足夠的強度可重復(fù)使用,不易變形、損壞,安裝、拆卸和移動方便;(3)結(jié)構(gòu)嚴密不漏漿,能保證充填體接觸頂板;(4)能適應(yīng)頂板起伏、采高變化和推進度變化的要求;(5)保證充填后的墻體不發(fā)生破壞、脫層;(6)滿足井下作業(yè)安全要求和其它特殊要求。1.2帶模連續(xù)劑剛性板功能劃分:(1)剛性模板按功能劃分為基本模板、加長模板、特殊模板三類?；灸０迨墙M合模板的基本元素,是模板的最基本結(jié)構(gòu)?；灸０逵挚煞譃檎齻?cè)模板、副側(cè)模板、前模板。正側(cè)模板是指朝向巷道側(cè)安設(shè)的模板,副模側(cè)板是指朝向老空側(cè)安設(shè)的模板,前模板是指朝向工作面推進方向的模板;加長模板是為適應(yīng)回采面推進度變化而續(xù)接的模板。主要分為加長正模板、加長副模板,分別朝向巷道側(cè)和老空側(cè)。特殊模板是為適應(yīng)留巷特殊要求而設(shè)計的模板。主要分為注漿模板、壓管模板、接頂模板。注漿模板是指安設(shè)注漿軟管的模板;壓管模板是指為進行采空區(qū)抽放和巷道排水,在注漿體中安設(shè)管道的模板;接頂模板是指與巷道頂板接觸,防止墻體外臌和漿液泄漏的模板,同時又便于組合鋼模板的拆除,接頂模板一般用板條、三合板制做;(2)組合剛性模板按空間位置又可劃分為上模板、中模板、底模板。上模板是指剛性模板框架最上層的模板,注漿軟管和抽放管一般安設(shè)在該層;底模板是指鐵模板框架最下層與巷道底板接觸的模板,該層模板主要承擔(dān)上層框架重量及模板拉移;中模板是指上層模板與底層模板之間的模板,可由一層或多層構(gòu)成,主要起到適應(yīng)采高變化的功能;(3)模板規(guī)格。單塊模板規(guī)格可根據(jù)采高、推進度、墻體寬度等參數(shù)確定,基本模板長度一般為2.4m,加長模板長度一般為1.5~2.0m,前模板長度應(yīng)根據(jù)留巷墻體寬度確定;模板高度一般可分為500mm,400mm,300mm,200mm,150mm5種規(guī)格,可根據(jù)采高組合模板高度。附件組成:(1)連接螺栓;(2)空心加固管和穿墻錨栓;(3)防漏篷布;(4)封孔尼龍袋;(5)注漿加長軟管;(6)拉移裝置(微型絞車、拔柱器或單體支柱)。加工材料:(1)鋼模板由3mm鋼板和50mm×50mm角鋼焊制?；灸０彘L度一般為2.4m,加長模板長度一般為1.5m,基本模板寬度為1.5m。模板高度一般為500mm,300mm,200mm;(2)連接螺栓為M18×50mm規(guī)格;(3)連接錨栓為ue78818mm×1700mm規(guī)格抽螺紋錨桿,必須保證單側(cè)抽出桿體。空心加固管,用普通六分管加工;(4)防漏布為高強尼龍布,寬度不小于6m,長度根據(jù)推進度確定;(5)封口尼龍袋為水泥袋加工;(6)加長軟管規(guī)格為ue788125mm×8000mm,由專用廠家提供。2采用剛性模型的過程和效果2.1壓頂及頂板破碎采高推進度及頂?shù)装遄兓?(1)采高變化。利用不同規(guī)格的中部模板進行組合調(diào)節(jié),如采高1.5m,0.5+0.5+0.5=1.5m。采高1.6m,0.5+0.3+0.3+0.5=1.6m。采高1.7m,0.5+0.5+0.2+0.5=1.7m。局部接頂間隙小于0.1m,可用接頂板調(diào)節(jié)。采高大于2.0m,底模板應(yīng)增加框架角鋼厚度,以提高支撐剛度;(2)推進度變化?；灸０蹇蛇m應(yīng)小于2m的推進度,基本模板與加長模板組合可適應(yīng)2~5.5m的推進度,如推進度過長,應(yīng)分次構(gòu)筑充填體;(3)頂?shù)装迤鸱兓?。對頂?shù)装迤鸱?原則上應(yīng)縮小注漿長度,以弓彎為節(jié)點分次注漿。漏漿接頂及頂板破碎措施:(1)漏漿問題。對于剛性模板,在加設(shè)篷布后,底部和幫部一般不漏漿。頂部漏漿原因,是鋼模板與頂板接觸間隙過大,或注漿接頂后,未及時停泵,壓力過大擠爆篷布。對于間隙過大問題,可用接頂板調(diào)節(jié),對于壓力過大擠爆篷布問題,應(yīng)加強信號聯(lián)系,快接頂時慢速注漿,接頂后及時停泵;(2)接頂問題。注漿孔應(yīng)設(shè)在中模板,據(jù)頂600~700mm,利用加長軟管,深入注漿模具中部,并在注漿接頂后逐步壓出,即可達到接頂效果;(3)頂板破碎時的措施。可用單體支柱加木頂梁支護,或在預(yù)注漿墻體內(nèi)加圓木點柱支護,注漿時圓木澆入墻體,不回撤。防模板變形瓦斯抽放管安設(shè):(1)防模板變形。要求模板與模板之間的連接螺栓必須齊全并緊固牢靠。正副模板間的連接錨栓,按800mm×800mm間距布置,錨栓緊固必須牢靠,禁止用單體支柱頂模板;(2)瓦斯抽放管安設(shè)。在模板設(shè)計中,有專用放置抽放管模板,在需安放抽放管時,將孔口打開,無需安放時,孔口關(guān)閉。或用內(nèi)置式抽放管,在模板前移后,壓管與外管連接。注漿口封堵模板撤除前移及充填墻體:(1)注漿口封堵。利用尼龍袋制作注漿袋口,并具有自封孔功能,在注漿結(jié)束后,抽出注漿管。如封孔不嚴時,必須及時人工封孔;(2)模板拆除和前移。一般情況,模板前移時無需全部拆除,只需拆開前模板上層,即可整體拉移。拆卸模板錨栓,操作人員應(yīng)站在巷道側(cè)拆卸,禁止進入老空拆卸錨栓。下模板前端應(yīng)加滑靴,利用兩臺微型絞車或兩個拔柱器,左右兩側(cè)同時拉移;(3)防充填墻體脫層和破壞。嚴格按材料配比和工藝操作,確保砼質(zhì)量,在墻體中必須按規(guī)定數(shù)量加筋,防止墻體剪切破壞,掌握巷道壓力顯現(xiàn)規(guī)律,臨時支護必須可靠、有效。巷道壓力過大時應(yīng)在墻體兩側(cè)加鋼筋網(wǎng)。2.2鋪設(shè)塵布和安裝錨栓工藝流程:(1)首次使用,安裝模板→鋪設(shè)防漏篷布→安裝錨栓和空心管、安裝瓦斯抽放管、安設(shè)封孔尼龍袋→注漿→封孔;(2)循環(huán)使用拆模板、卸錨栓→移模板→鋪設(shè)防漏篷布→安裝錨栓和空心管、安裝瓦斯抽放管、安設(shè)封孔尼龍袋→注漿→封孔。注意事項:(1)操作人員必須經(jīng)過嚴格培訓(xùn),考試合格方可上崗;(2)模板必須嚴格按設(shè)計尺寸加工,并保證質(zhì)量。模板連接必須緊固可靠;(3)篷布鋪設(shè)必須平直,并緊貼四周,頂部必須預(yù)留10~20mm的富余。人員在模具內(nèi)鋪設(shè)篷布和安裝錨栓時,必須攜帶便攜儀,并隨時檢查瓦斯,瓦斯?jié)舛瘸^1%,必須停止作業(yè),進行處理;(4)空心管必須尺寸標(biāo)準,連接錨栓必須按規(guī)定數(shù)量布置。拆卸模板錨栓,操作人員應(yīng)站在巷道側(cè);(5)模板拉移兩邊必須等量前移。必須將前端浮矸清理干凈。模板前移到位后,必須按巷道中心進行校正。禁止用單體支柱硬頂模板;(6)拉移軟管時,必須采用加寬且有內(nèi)襯套箍,禁止用鐵絲捆綁膠管拉移。現(xiàn)場使用效果:2012年11月組合鋼模板在下峪口煤礦進行了地面試驗,達到了預(yù)期效果。2012年12月在下峪口煤礦21210回采面開始試用,充填墻寬1.5m,墻高1.5m。與柔模相比墻體成型好、接頂效果好,未出現(xiàn)爆?，F(xiàn)象(見圖1)。2013年7月鋁合金模板(見圖2)在象山煤礦21306回采面開始使用,墻高3.0m,最大充填長度6.0m,2013年12月鋁合金模板在象山煤礦2515面應(yīng)用。目前,韓城礦業(yè)公司已使用剛性模板沿空留巷3000m以上。柔模充填長度一般為2~3m,超過3m時需重新掛袋支模,剛性組合模板充填長度一般為2~6m,能滿足回采面當(dāng)天的推進度;柔模支設(shè)時間一般為60min,鋼模板支設(shè)時間一般為90min,如果充填長度大于3m,鋼