[发明专利]沿空留巷巷旁适量让压不等强组合充填结构及施工方法

权利要求书

1.一种沿空留巷巷旁适量让压不等强组合充填结构，由上下两层充填体组合而成，上层充填体采用强度低变形量大的充填材料，下层充填体采用强度较高的充填材料，其特征在于：

所述的上层充填体充填高度为h₁，它是用宽为0.4-0.6米、长1.2-1.5米的矸石袋堆积起来的，矸石袋中装有质量比为1∶1.7∶5的水、水泥和碎矸石混合物，要求该混合物初凝时间为30-40min，终凝时间1.5-2.5h，终凝后矸石袋抗压强度达到2-3MPa；28天后矸石袋抗压强度达到10-20MPa；

所述的下层充填体是一个膏体充填墙，充填高度为h₂，膏体充填墙由质量比为1∶0.3∶0.2∶0.5∶0.2∶0.3∶0.6的水、水泥、废石膏、高炉矿渣、废石灰、粉煤灰和矸石粉混合物形成的；要求膏体充填墙材料的抗压强度1天达到5-10MPa，3天达到10-20MPa，7天达到20-28MPa，28天达到30-35Mpa；

上述充填高度h₁和h₂由以下方法确定：

第一步：根据采高值和直接顶厚度计算岩梁实际沉降值SA

S_A＝h-m_z(K_A-1)

式中：

h-采高；

m_z-直接顶厚度；

K_A-岩梁触矸处下部已冒岩层的碎胀系数，取1.25-1.35；

第二步：根据岩梁实际沉降值S_A计算上层充填体充填高度h₁

h₁＝α₀S_A/α

式中：

α-上层充填体让压系数，取0.2；

α₀-让压安全系数，取1.5；

第三步：根据采高h和上层充填体高度h₁计算下层充填体充填高度h₂

h₂＝h-h₁。

2.如权利要求1所述的充填结构的施工方法，其特征在于，步骤如下：

第一步：井下巷道开挖后进行锚、索、网、带支护和工作面单体液压支柱(6)支护，同时布置工作面，井下工作面(7)布置之后开始正常割煤、回柱，割煤后形成采空区(12)；

第二步：在留巷(9)内使用单体液压支柱作为超前支护(5)加铰接顶梁支护，在留巷侧充填宽度内再用木支柱(11)进行支护加固，随着工作面的推进，在超前支护(5)处增加单体液压支柱，加强为滞后支护(14)；滞后支护(14)和木支柱(11)共同承担了下层充填体凝结前顶板的初期来压；

第三步：同时地面开始备料，准备充填材料运至留巷内，充填材料注入喷浆机(3)内加水搅拌均匀；

第四步：在工作面后方支设临时支护(13)和充填模板(8)，充填高度为h₂，由喷浆机(3)通过喷浆管道(4)将下层充填体的充填材料注入到充填模板(8)上进行膏体充填，作为下层充填体(1)；

第五步：待下层充填体(1)的膏体充填体凝固后，在膏体充填体上充填矸石袋并紧密排列，堆砌到顶板，形成上层充填体(2)；

第六步：待上层充填体(2)的矸石袋凝固2-3天之后，撤去临时支护(13)，同时回收工作面后方200米范围之外的除巷旁两侧的滞后支护(14)，上层充填体(2)和下层充填体(1)形成不等强组合充填体(10)；

第七步：同时，随着工作面推进重复上述步骤二至步骤六。