大采高沿空留巷在沙曲礦的應用

岳勤勤

摘要：本文將對不同類型、不同規格的頂板壓力進行系統的分析，有針對性的選擇支護的方式、方法，以此來加強沿空留巷的支護和管理工作，保障工程的順利進行，并且為整個行業的發展提供一個良好的模式。

關鍵詞：沿空留巷， 直接頂， 老頂， 壓力， 瓦斯

一、導言

在我國的采煤工作中，經常會遇到這樣一個問題，在回采的過程中，由于瓦斯的影響，使得回采工作遇到一定的難度，尤其是在像沙曲礦這樣的高瓦斯礦井，上隅角瓦斯治理顯得尤為困難，回采工作更是難上加難，無法正常開展，需要技術的應用。為此，我們將會采用風巷Y型通風沿空留巷的辦法治理上隅角的瓦斯實現安全回采工作，這樣不但可以實現無煤柱開采開采更多的煤炭資源，而且還會節約很大一筆巷道改造的費用，可謂是一舉數得的好方法。在接下來的文章中，筆者將著重探討大采高采煤工作面Y型通風沿空留巷回采技術。首先，我們來看看沿空留巷內煤層頂板的分類情況。

二、沿空留巷內煤層頂板分類

風巷沿空留巷采煤技術的重點和難點在于要很好地解決和處理留巷中的支護和瓦斯管理問題，這個在很多煤礦看來，均是一個較為難解決的問題，以筆者在多年來的工作中的經驗，首先，瓦斯管理要解決的是留巷中的通風斷面問題，為此，要做好留巷沿空的支護工作，要選擇一個很好地科學的支護方式，取得良好的支護效果。我們只有對留巷內煤層頂板進行大量的分析和研究，才能有針對性地選擇合理的支護方式跟支護所要運用的材料，才能取得我們預期所要取得的效果，并且進一步滿足工作面通風、行人、運輸材料的多方面要求。

三、兩種類型頂板壓力顯現分析

3.1破碎頂板壓力顯現分析

直接頂破碎的煤層，我們在進行回采或者是掘進時，由于暴露時間的增長和范圍的不斷擴大，頂板會慢慢地發生斷裂、下滑甚至是脫落。從目前我國的大多數煤礦一般認為，破碎頂板巷道支撐的支架上覆巖層的應力應該是均勻地分布在巷道的頂梁柱上的。它的壓力主要還是由直接頂冒落高度、支架間的距離和巷道的寬度所決定的。

3.2堅硬頂板壓力顯現分析

對于那些直接頂完整型和直接頂堅硬型的煤層來說，頂板如果暴露一定的范圍，他不會馬上冒落，還會在存在一定的時間，起到一定的保護和支柱作用，此時的頂板容易出現懸臂的狀態。據此，我們可以得出一個結論，就是直接頂作用在支架上的壓力主要受直接頂厚度、懸頂寬度、支架伺距的影響，當頂板厚度和支架間距一定時，壓力的大小就取決于懸頂寬度。

四、沿空留巷的作業工序

沿空留巷是通過混凝土充填泵泵送充填材料至工作面留巷處，留設充填墻體隔離采空區并與原巷內支護共同承載形成巷道系統，因此充填墻體的留巷必須連續可靠。

它的大致流程如下：材料運輸、移架、架后支護、清理→鋪設鋼筋→機械立模→攪拌輸送→充填→清洗泵、管路。

具體為：1、清理、支模：將機頭充填模板支架拉移后，管理好巷道頂板，然后清理巷道底板虛矸至實茬，拉移架后機械模板框，根據架后高度調整充填模板至合適高度。

2、鋪設鋼筋：嚴格按照規定要求在機械模架內布設鋼筋骨架與金屬網片，并用鐵絲將各鋼筋接頭連接牢固可靠。

3、攪拌輸送：檢查確定混凝土充填泵工作狀況正常，管路暢通后，即可進行材料的攪拌輸送。進料要均勻連續，要嚴格控制配水的水灰比，進水管要安裝壓力表，保證供水均壓，水量均衡。掌握設備的工作壓力，防止管路阻塞。

4、充填清洗、拆模：高添量粉煤灰膏體混凝土材料進入留巷充填模，要觀察材料的平流堆積狀況，材料要充滿充填模并接頂充分。充填工作完成后，要及時放專用清洗球用清水清洗充填管道及泵，原則上清洗管道污水要通過留巷內設置的水倉排出留巷內，不能對工作面及留巷產生影響。充填后拆模前動態觀測充填體的強度和礦壓顯現，發現問題及時處理。

五、沿空留巷支護方式和支護材料的選擇

分析完了施工的大致流程后，我們可以從這些流程中學會如何解發現和解決問題，下面我們將詳細探究解決的方式和方法。

5.1巷道斷面及支護形式

膠帶巷為矩形斷面，錨、網、索、W鋼帶聯合支護。全寬4.2m，凈寬4.0m，全高3.9m，凈高3.8m。

5.2補強支護

（1）頂板加強。頂板采用錨索梁補強的方式，形成“4-3-4-3”的錨索布置。鋼絞線規格為Ф22×6300mm，配合大托盤并壓平鋼板施工。

平鋼板的規格為長×寬×厚=2500mm×350mm×12mm，每塊鋼板布置三個長圓孔，孔中心距1000mm。

大托盤規格為300mm×300mm×12mm。形成“3”的錨索采用“一梁三錨”的形式，間距1000mm，排距800mm；形成“4”的錨索采用“一梁三錨+一單體錨索”的形式，間距1000mm，排距800mm，單體錨索配300mm×300mm×12mm、150mm×150mm×12mm大小兩塊托盤施工，垂直頂板鉆眼，眼孔深度6000mm，每孔采用三卷Z2455樹脂藥卷加長錨固。錨索預緊力不低于90kN，錨固力不低于200kN。具體支護參數見圖4—1。

（2）非回采幫加強。非回采幫采用Ф22×2000mm螺紋鋼錨桿配合3.2m×5mm五眼的“W5”鋼帶、200mm×200mm×12mm托盤及5×1.0m菱形金屬網聯合支護，金屬網長邊相互搭接0.1m，短邊與原巷頂板金屬網搭接0.1m，每隔0.2m用14#雙股鐵絲系一扣，每扣扭結不少于3圈。W鋼帶垂直頂底板，錨桿間距為0.75m，排距為0.8m，距頂板300mm處布置最上部的一根螺紋鋼錨桿。每根錨桿使用Z2455樹脂藥卷各兩根進行錨固，錨桿初始扭矩為150—200N·M，最終扭矩為250—300N·M。具體支護參數見圖4-1。

（3）膠帶巷的補強加固支護工作必須超前回采工作面200m完成，以完全避開采動影響區。

5.3堅硬頂板風巷沿空留巷支護方式選擇護，防止放炮時崩倒木棚

木棚要架設在底板較為堅硬的土質上面，對于堅硬頂板煤層，風巷沿空留巷支架主要受煤上，嚴禁架設在浮煤或浮矸上，木棚要正規迎山懸頂寬度和采高影響。巷道上幫由于受煤體的支有勁，嚴禁出現空幫、空頂、空肩、淋肩現象。折損的撐，壓力較小，而下幫的壓力要遠大于上幫，是支護木料要及時更換，要設專人維護巷道，保持巷道支護的重點。因此，應選擇架設“一梁三注”梯形木棚，效完好、暢通。果較好。如果懸頂范圍較大，應在留巷下幫懸頂處，沿巷邊每隔3—5 m增設木垛，或加打密積木點柱，起到加強支護、切頂、抵御冒落大塊矸石沖擊作用。

5.3移架

5.3.1為保證割煤后充填段頂板完整，需要提前在機頭進行擴幫補強支護。

5.3.2充填支架向前移五個步距（大約3.0m）后，在留巷處采用三排戴帽點柱支護頂板，3.8m（或4.5m）單體液壓支柱為腿，距充填墻體0.2m支設一排，距墻體幫1.0m支設一排，膠帶巷煤柱幫一排延伸至留巷內。

5.3.3機頭充填支架每移五個步距（3.0m），充填一次；如遇頂板破碎段，視現場頂板情況可采取四個、三個步距或兩個步距充填一次。

5.3.4調整機頭模板支架時，由專人指揮，支架周圍5m范圍內禁止人員進行無關操作，支架拉移到位后，確定支架穩定可靠后，方可允許人員進入5m范圍內進行其他作業。

六、小結

該技術現運用于沙曲礦，其24207大采高工作面采用上述方法，風巷成功沿空留巷600 m，回收煤炭資源16.5萬t。這樣之后，不僅僅節約了改造巷道的一大筆費用，還可以節約材料的投入，另外，還可以使得煤炭資源得到回收利用，這在一定程度上就減輕了工作緊張，接替麻煩的局面。這個技術目前已經日趨完善，在以后的應用中必將發揮出更大的作用，為煤炭開采區的經濟發展創造更大、更多的經濟效益。

參考文獻

[1]王正武.大采高工作面風巷沿空留巷采煤技術[J].煤炭技術.2005,24（4）

[2]李增田、李樹軍. 大采高工作面下巷沿空留巷實踐[J].煤炭技術.2003,22（1）

[3]沙曲礦24207綜采工作面作業規程