沿空留巷技術在煤礦綜采工作中的應用分析

摘 要：沿空留巷技術的應用對于煤礦綜采工作的順利進行具有重要意義。本次以XXX煤礦工作面為例，分析了沿空留巷技術的設計與實施，希望能為沿空留巷技術的應用與研究提供參考。

關鍵詞：沿空留巷；煤礦綜采；應用；安全；效益

沿空留巷（gob-side entryretaining）是指在采煤工作面后沿采空區邊緣維護原回采巷道，一般巷道設置于地應力場，不僅能夠減少變形量，利于巷道維護，同時還能通過控制煤柱寬度，將巷道與采空區隔離，防止水和有害氣體等進入巷道，威脅生產安全，對于煤礦安全生產及開采具有重要意義。同時沿空留巷還可以做到最大限度的回收資源，降低煤礦開采損失。目前這項技術在我國煤礦開采區廣泛推廣，方法也較為多樣，對于在降低生產成本，提升開采效率產生了積極的促進作用，也極大的緩解了我國煤礦開采較為緊張的局面。下面我們以XX煤礦工作面為例，分析一下沿空留巷技術在煤礦綜采工作中的應用。

1 工程概況

工作面位于南一采區，工作面傾向長700m，走向寬120m，面積約10.9萬m2。地面地勢平坦，無較大河流，有季節性水溝。煤層賦存情況為黑色，碎塊狀、粉末狀，強玻璃光澤，以亮煤、鏡煤為主，煤層傾角平均10°，傾向50°左右。煤層頂底板巖性老頂厚度3.5-18.45m，直接頂厚度4.14m-20.93m，局部直接頂為巖漿巖，偽頂厚度0-0.5m，底板厚度1.4-12.95m。地質構造為西高東低的單斜構造，煤層局部受巖漿巖侵蝕。工作面正常涌水量約為10-20m3/h。最大涌水量14m3/h，相對瓦斯涌出量為7.95m3/t，相對瓦斯涌出量隨煤層標高的上升而逐漸減小，屬爆炸性較強的煤層，煤的自燃傾向性較低，煤塵無爆炸危險性。

2 主要設備

工作面設計采用傾斜長壁后退式開采，全部垮落法管理頂板。風巷的施工在下山見煤后，沿煤層按中線跟煤層頂板施工，巷道仰斜布置，工作面俯斜推進。主要工作設備有：MG150/375采煤機、SGD-630/264刮板運輸機、SSJ1000/2×220皮帶機、PLM-500破矸機、SZD-630/90轉載機，工作面推進度實行兩班生產，一班檢修，采煤班每班割煤4-6刀、每刀進0.6m，日循環進尺2.4-3.6m。

3 沿空留巷設計與應用

傳統工作面的巷道設置，一直采用留設煤柱的方法，雖然對于早期開采來說，具有一定的實用性和可靠性，但是對于變化莫測，以外因素較多的新型煤礦開采來說，由于過于固定化，難以調節，已經不太適合如今快速發展變化的新環境。煤礦開采工作自從高產、高效、自動化、連續化時代之后，對于產量與效率的需求不斷提升，煤層貯存的復雜情況致使現階段控制安全生產的能力下降，不管是工作面的解題、瓦斯的預防和監測還是巷道沿空掘巷的支護與熱害護理，都出現了眾多問題，這對于煤礦業開采與發展來說及其不利，這些受限因素的存在也迫使煤礦開采受到了諸多制約。因此，加強相關技術研究，控制和利用礦山壓力服務于安全生產，不斷探索新的開采方式與布局方法，對于提升煤礦開采效率、提升安全性、降低安全隱患發生幾率都具有著極為重要的積極意義。沿空留巷技術的應用不僅能夠做好工作面的維護，提升綜合治療瓦斯、粉塵爆炸、地高壓等問題的能力，還能不斷改善開采環境，提升相關人員安全保障力度，促使煤礦業不斷向現代化、安全化、高效化的方向發展。無煤柱護巷技術作為煤礦開采技術的一項重大改革，對于無煤柱護巷技術中的沿空留巷技術，具有重要意義，經過多年的研究與實踐，現在在國內外廣泛應用，其發展也經歷了從堆砌瓦石（矸石）、密集支柱、金屬棚到高水材料垛式充填等進步與變革，積累了寶貴的生產技術經驗。沿空留巷技術是礦井采掘規劃與礦井采區開拓布局的革命，具有傾向鉆孔替代高、低抽巷，經濟效益顯著等優點，真正實現了無煤柱開采，提高了回采率，能夠實現煤礦的連續開采，從根本上解決了隅角瓦斯超限的問題，使得被保護層得以徹底保護，支護容易也便于維護。尤其是在此基礎上建立Y型通風方式，將帶來更大的社會經濟效益。

此工作面具備實現沿空留巷的自然條件，采用無煤柱護巷技術，在抽采本工作面采空區瓦斯的同時抽采相鄰層面瓦斯及卸壓瓦斯，消除瓦斯安全隱患，為安全開采創造條件，同時提高礦井煤炭資源回收率，緩解接替緊張，實現連續開采。沿空留巷將通過混凝土輸送泵泵送充填材料至工作面留巷處，留設充填體隔離采空區并與原巷內支護共同承載形成巷道系統。留巷巷道要在原支護基礎上加強支護強度，以確保留巷在采動應力作用下的穩定。

工作面巷旁支護首先要選擇強度合適的充填體材料并進行計算，本次工程選用混凝土膏體材料，巷道煤幫到切頂線的懸頂寬度為留巷充填體寬度的1.2倍?？紤]到老頂來壓時下位巖層及充填體的動載系數，充填體材料的強度完全滿足承載要求。在采動支承應力作用下，為避免沿空留巷出現巷道變形現象，要選擇可縮性強的留巷充填體，這對于巷道維護也有重要意義。關于充填設備的供電設計選用雙路供電方式，一路工作一路備用，充填泵實行瓦斯電閉鎖，布置在新鮮風流中。充填工藝流程定為替棚清理、支模、攪拌輸送、充填清洗、拆模五個流程。

工作面留巷巷內支護包括充填體的臨時支護、巷內加強支護與留巷墻體頂板支護。為強化充填體的支護強度，在留巷內利用鉸接頂梁和單體加鞋沿走向臨時架設一梁兩柱雙排鐵棚，其中一排緊靠充填垛，一排靠巷道中間。留巷支護體的有效性要以維護上方直接頂的完整性為目的。采取超前加強支護可以有效降低動壓對于沿空留巷的影響，提升頂板管理力度，為沿空留巷的實施創造優秀的條件。至于超前加強和支護，可以選擇一梁兩柱、一梁三柱雙挑棚或者巷道液壓支架。同時，對留巷墻體頂板加強相應支護，提升留巷的穩定性，對于技術的應用實施也有不少益處。工作面沿空留巷后要根據現場情況實施封閉，充分估計瓦斯隱患，做好留巷的通風與瓦斯抽采工作，加強瓦斯監控，做好預防滅火工作的準備。

在煤礦綜采中應用沿空留巷技術不僅是安全生產，延長煤礦開采壽命的重要手段，同時也是盡量節省開支，緩解礦產緊張的必備措施，對于提升煤礦開采的經濟效益與社會效益具有重要的積極作用。

參考文獻

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