康保礦業公司張紀井31503下順槽沿空留巷技術應用

羅英明

摘要：康保礦業公司為了提高巷道利用率、增加資源回收率及降低生產成本，從根本上緩解采掘緊張的局面，31503綜采工作面下順槽采用沿空留巷技術保留巷道作為31505綜采工作面的上順槽。

關鍵詞：綜采工作面沿空留巷技術應用

1、概述

康保礦業公司為冀中能源張家口礦業集團子公司，原為地方國有煤礦，張礦集團2004年6月購并，成為省屬國有企業。張紀井位于康保縣張紀鎮境內，交通便利。張紀井淺部為長焰煤，深部為氣煤，低位發熱量5000大卡以上，含硫0.5%以下。長焰煤可作動力、氣化用煤和民用煤，氣煤可用于煉焦配煤。

31503采面下順槽沿空留巷的目的是為了加快31505綜采工作面的裝面工作，實現無煤柱開采、增加資源回收、降低生產成本、提高掘進效率、縮短工作面銜接周期，從根本上緩解張紀井采掘銜接緊張的局面。31503采面下順槽沿空留巷的總長度為500m。

2、巷道斷面

31503采面下順槽的凈斷面規格為凈寬×凈高=4.0m×2.6m；為保證沿空留巷后的斷面尺寸能夠滿足31505采面的通風、行人、運輸等安全生產需要，同時預留出巷道變形的基本要求，因此沿空留巷的斷面尺寸定為凈寬×凈高=3.0m×2.5m。

3、沿空留巷支護設計的理論依據及支護原則

3.1 沿空留巷的圍巖變形分析

沿空留巷和回采面均位于采空區邊界和煤體的交界處，其一側受到煤壁和支護系統的支撐，導致頂板傾斜下沉，表明沿空留巷和回采面具有一些相同的圍巖變形和支護載荷特征。巷道上方裂隙帶巖層取得平衡之前的強烈傾斜下沉是影響沿空留巷巷道變形的決定因素，一方面這種不可控制的傾斜下沉決定了沿空留巷變形量的大小，另一方面正是由于這種變形使得巷道上方的裂隙巖塊間彼此旋轉一個角度，產生較大的水平推力，進而增大了巖塊間的平衡力。巷道支護的主要作用是維持其上方易落帶巖層的平衡和穩定。

3.2 沿空留巷圍巖變形的構成

沿空留巷的總變形量主要由圍巖變形三部分構成：一是老頂裂隙梁的彎曲下沉量；二是直接頂巖層破碎下沉后的離層高度；三是底板鼓起高度。在足夠的支護阻力下，直接頂離層引起的下沉量是很小的，此時圍巖變形中頂板下沉部分主要由老頂彎曲下沉引起。巷道底鼓是由于底板在高應力作用下發生塑性變形或破壞，從而向自由空間發生移動的結果。

3.3 沿空留巷的支護原則

依據以上分析其支護原則為：剛柔并濟、合理讓壓、預留變形、實時支護。決定采用錨索梁配合密集木支柱、單體液壓支柱作為沿空留巷的支護方式。

3.4 沿空留巷施工工藝

沿空留巷的施工工藝分為三部分：留巷前期巷道頂板錨索梁加固、密集切頂留巷、留巷后期維護。

4、支護方式

采用錨索梁以及密集木支柱、單體液壓支柱作為沿空留巷的支護方式，其中密集的主要作用是能夠控制沿空留巷的動壓變形，錨索梁加固是沿空留巷后期主要支護作用，形成并保持懸臂梁的穩定，單體液壓支柱配合金屬鉸接頂梁是對巷道進行加強支護。

4.1 錨索梁支護

共打設兩排錨索梁，錨索長度選擇應能深入基本頂至少1米，長度選為6.5米。第一排錨索梁打設在采空區側距離巷道中心線1500mm處，距離巷道上幫的間距為500mm，起到一個支撐頂板和阻擋木點柱的作用；第二排錨索梁打在采空區側距巷道中心線200mm，兩排錨索梁的排距為1300mm，第二排錨索梁是利用錨索的懸吊原理使巷道頂板具有主動支護頂板的作用。

4.2 密集支護設計

巷道基本支護應控制直接頂并使其與老頂貼緊，因此支護強度至少應當平衡直接頂的巖重，還能克服受到的工作面動壓影響。為此采用密集做為柔性支護，不僅能對圍巖向巷道內變形和移動產生一定的阻力，且木質材料本身又具有某種程度的變形能力，可以保證支護具有與圍巖移近量相適應的可縮量，提高巷道支護的質量。所以在采空區側錨索梁的內側打設兩排密集木點柱進行支護，打設密集木點柱時下要穿柱鞋上要背楔，在打木點柱時頂部必須使用木楔背緊打牢，防止被老空區滾落的煤矸打倒。

4.3 單體液壓支護

單體液壓支柱配金屬鉸接頂梁加強巷道頂板的支護，首先順著巷道方向打兩排單體支柱，兩排單體柱的間距為1100mm；第一排單體柱打在采空區側距離巷道中心線為1000mm，相鄰單體支柱的柱距為500mm；第二排單體支柱打在中線的另外一側距離巷道中心線100mm。第一排單體支柱的柱距為500mm，第二排單體支柱的柱距為1000mm。

4.4 堆砌黃土墻

為了防止向采空區漏風，決定采取用水泥袋裝入黃土砌墻的方法進行封堵，同時要求選用無大塊、粘結度較好的黃土。黃土袋的填放位置在外面一排木點柱與單體支柱之間，使用黃土袋堆砌土墻時要保證袋與袋之間錯落有致，并且在層與層之間撒上一些黃土來加大密封性。

5、結語

張紀井31505工作面已回采完畢，通過對31503工作面下順槽沿空留巷技術的應用檢驗，沿空留巷技術不但可提高煤炭回收率、巷道利用率及節約煤炭生產成本，還能解決礦井的采掘接替緊張問題。但沿空留巷對直接頂及底板巖性有一定的要求，同時還應注意做好防止采空區漏風及防滅火工作。