王利軍
(山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)七一煤業(yè)有限公司,山西 高平 048400)
《煤礦安全規(guī)程》中明確指出,工作面回采完之后需要及時(shí)封閉,阻斷通至采空區(qū)的連通渠道。采空區(qū)存在大量的瓦斯,如何防治瓦斯泄露和采空區(qū)遺煤自燃,構(gòu)建密閉墻是重要措施之一[1-2]。
山西七一煤業(yè)有限公司目前主采的9號(hào)煤層,其上方為已回采的3號(hào)煤層,兩煤層間距約50m,9號(hào)煤層回采后,上覆巖層破斷移動(dòng),老窯水可能通過(guò)裂隙進(jìn)入9號(hào)煤層的采空區(qū)中,另外采空區(qū)存在殘余瓦斯,9號(hào)煤存在自燃的可能,故9號(hào)煤層采空區(qū)密閉問(wèn)題成為煤礦能否安全生產(chǎn)的重要因素[3]。
常見(jiàn)煤礦井下采空區(qū)密閉構(gòu)筑物,一是料石或磚體構(gòu)筑,可用雙墻澆筑結(jié)構(gòu)而成,如圖1所示,但該工藝存在以下不足:①由于料石之間粘合不嚴(yán)、料石與巷道粘合不嚴(yán)而導(dǎo)致存在裂隙漏氣;②由于料石與磚體材質(zhì)不同,受力不均勻,墻體受到圍巖壓力后,墻體破損、變形,產(chǎn)生裂隙,多次返修后經(jīng)濟(jì)投入較大。二是如圖2所示的傳統(tǒng)混凝土建造,該工藝為先起模板,運(yùn)用鏟車將混凝土填充模板,頂部采用人工填充。該工藝的缺點(diǎn)在于工期時(shí)間長(zhǎng),3到4天,主要靠人工施工,勞動(dòng)強(qiáng)度較大,密閉好壞受人為因素影響較多[4]。
圖1 料石或磚墻密閉墻
圖2 傳統(tǒng)混凝土建造工藝
結(jié)合普通密閉構(gòu)筑物工藝的優(yōu)缺點(diǎn),揚(yáng)長(zhǎng)避短,提高密閉墻的密閉性能,針對(duì)性的將普通密閉構(gòu)筑物工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),可將混凝土建造密閉墻工藝優(yōu)化為澆筑式,澆筑密閉墻施工工藝以兩道澆筑墻為基礎(chǔ)(中間一般相隔0.8m),向中間充填黃土,利用注漿管將水泥漿注入黃土中,在墻外側(cè)建筑料石墻體的新工藝。具體施工如下:
1)將兩道厚0.8m的澆筑墻(混凝土構(gòu)筑)建造在指定密閉地點(diǎn),中間相隔0.5m,用黃土填充,澆筑墻外側(cè)再用厚料石構(gòu)筑,厚度一般0.9m,如圖3所示,整個(gè)構(gòu)筑強(qiáng)厚度約3m。
2)構(gòu)筑密閉墻時(shí)留設(shè)注漿管,如圖4所示,該管路一般用D38.5的無(wú)縫鋼質(zhì),留設(shè)外漏100mm即可,注漿管深入黃土約200mm即可,每個(gè)密閉墻留設(shè)4組注漿管,上下間隔0.8m左右,注漿材料用水泥漿材料。
圖3 澆筑密閉墻側(cè)視圖
圖4 密閉墻留設(shè)管路布置圖
3)在距頂板1m處留設(shè)觀測(cè)孔和措施孔,在距底板0.5m處留設(shè)放水孔,如圖3所示。
澆筑密閉墻墻體密度高,當(dāng)?shù)V山壓力大于較大時(shí),澆筑密閉墻將均勻受力,承載性能優(yōu)于普通密閉構(gòu)筑物。
從監(jiān)測(cè)結(jié)果可以得出,采用澆筑混凝土密閉墻新工藝可達(dá)到:①工作效率明顯提高,平均1.5d完成一道密閉墻,與傳統(tǒng)密閉墻工藝相比,縮短了施工工期;②此工藝構(gòu)筑的密閉墻承受力強(qiáng),受力更加合理;③使用壽命較長(zhǎng),返修的次數(shù)較少,最大限度保證了密閉性,防治災(zāi)害發(fā)生。