沿空留巷在瑞東煤礦的應用

左照全

（山西介休義棠瑞東煤業有限公司，山西 介休 032000）

·技術經驗·

沿空留巷在瑞東煤礦的應用

左照全

（山西介休義棠瑞東煤業有限公司，山西 介休 032000）

沿空留巷是實現無煤柱開采的主要技術措施之一。為最大限度提高資源回收率，有效降低巷道掘進率和掘進成本，瑞東煤礦在6#煤層采用了沿空留巷技術。本文以60101采煤工作面為例，介紹了沿空留巷在實踐中的應用。分析了沿空留巷巷內支護、巷旁支護等方面存在的問題，采取了針對性措施，達到了預期效果，取得了可觀的經濟效益，為該礦開采6#煤層提供了借鑒和指導。

沿空留巷；巷內支護；巷旁支護；實際應用

沿空留巷是無煤柱開采的主要形式之一，是我國煤炭開采的重要技術發展方向。

采用沿空留巷技術，能夠較好地實現無煤柱護巷，有利于合理地開發煤炭資源，降低巷道的掘進率，減少煤柱損失；也有利于礦井實現安全生產，改善和提高礦井的技術經濟效益。瑞東煤礦為了最大限度提高6#優質主焦煤的資源回收率，有效降低巷道掘進率和掘進成本，在吸取成功經驗的基礎上，對60101工作面回風順槽采用了沿空留巷技術，并取得了良好的效果。

1 概 況

60101工作面埋深201～243 m，為瑞東煤礦上水平首采工作面，東臨6#煤層運輸大巷、西臨60102工作面，南臨6#煤層軌道、運輸、回風上山，北臨礦井邊界保安煤柱；工作面走向長587 m，傾斜長91 m，面積約53 417 m2。本工作面開采6#煤層，煤種為焦煤，煤層平均厚度1．4 m，傾角3°～8°，容重1．39 t／m3，賦存較為簡單，屬近水平煤層。工作面偽頂為厚度0．1～0．2 m炭質泥巖，直接頂為厚度3．21 m的砂質泥巖，老頂為厚度10．2 m的粉砂巖，直接底為厚度10．9 m的砂質泥巖，老底為厚度4．75 m的K4石灰巖。工作面屬低瓦斯工作面，煤塵無爆炸性，為Ⅱ級自燃煤層。

60101工作面采用高檔普采走向長壁后退式采煤方法。頂板采用單體液壓支柱加Π型鋼梁支護，3、4排控頂，全部跨落法管理頂板。采高1．4 m，循環進度：0．6 m。工作面每天回采4個循環，日進度2．4 m／天。

2 主要問題

采區巷道的變形和破壞程度，除受圍巖性質、構造特征等自然因素的影響外，還受開采技術因素的影響。在開采技術因素中，回采工作狀況對采區巷道變形和破壞影響最大，其次是巷道的保護方法、掘進與回采工作在時間和空間上的相互關系以及巷道本身的支護方式類型等等。60101工作面回風順槽，從開掘到回采結束巷道廢棄的全過程中，巷道圍巖變形和破壞要經歷：掘巷階段、掘進穩定階段、采動影響階段、相對穩定階段、二次采動影響階段。因此，要保證所留巷道有效地得到二次復用，以滿足安全和正常生產的需要，巷內支護、巷旁支護方式的選用是確保沿空留巷取得成功的關鍵問題。

3 問題分析

1）巷內支護問題。

正確選擇合適的巷內支護方式是確保沿空留巷后巷道穩定的關鍵。煤層開采后采空頂板的活動跟支護狀況有密切關系，采煤工作面向前推進后，頂板巖層由于支撐作用發生折斷，其過程決定了支護方式和支護強度。而沿空巷道除經受掘進動壓、回采超前動壓外，更嚴重的是還要經受回采后側礦壓的劇變動壓，正是由于沿空巷道礦壓顯現的特殊性，使得圍巖變化復雜?，F今留巷斷面增大，使得巷道圍巖變形量增加，特別在采煤工作面前方附近，巷道斷面的收縮率較大，若不采取合理有效的巷內支護方式將所留巷道的變形控制在允許有限的范圍內，很難保證所留巷道的二次正常使用。60101回風順槽為矩形斷面，寬×高=3．5 m×2．5 m，原設計巷內采用金屬錨桿支護，錨桿長度為1．6 m，間距為1 400 mm，排距為2 400 mm，依據現場實際，采用獨立的基本支護，不能完全滿足沿空留巷支護的目的。

2）巷旁支護問題。

在回采工作面推進過程中，支承壓力處于運動狀態，支承壓力從最小到某個最大值在很大范圍內發生周期性變化。60101工作面回風順槽現場礦壓觀察結果表明：0～30 m為工作面前方采動影響范圍，0～10 m為頂板劇烈活動區；而在工作面后方0～40 m范圍內，頂板下沉量發生主要變化，10～25 m變化最為劇烈，40 m以后逐步趨于穩定。因此，如何使巷旁支護有效適應巷道圍巖變形并保持安全穩定性，是決定沿空留巷成功與否的主要因素之一。

作為沿空留巷的巷旁支護，它的主要作用是及時支護直接頂，避免或減少直接頂與老頂離層，抵抗老頂回轉失穩對頂板產生的強烈破壞，并切斷直接頂，減少所留巷道的懸頂跨度，分擔和減輕巷內支護載荷，減少巷道的變形量，使沿空留巷巷道有足夠的巷道形狀和斷面積以滿足工作面通風、運輸和行人的基本要求。傳統的巷旁支護雖然在不同時期得到了一定程度的應用，但存在著巷旁切頂支撐作用差、機械化程度低等缺點，其支護技術難以滿足大斷面巷道標準化的要求；而目前的巷旁充填技術，則需建立一套比較復雜的材料加工、運輸等充填系統，并裝備相應的設備，導致生產成本增大。因此，選擇巷旁支護一定要技術先進、合理、可行，力求降低成本、安全可靠。

4 應用對策

為了使60101工作面回風順槽沿空留巷達到預期效果，并最大限度地回收煤炭資源，通過分析生產過程對采場頂板的擾動以及支承壓力對回采巷道的影響等礦壓顯現，在總結和吸取沿空留巷成功經驗的基礎上，結合實際，本著合理利用圍巖移動規律，使巷道圍巖整體承載，將巷道總體變形量控制在允許范圍內；因地制宜、降低成本、提高煤質、減少污染、提高綜合經濟效益，對留巷巷道采取如下對策：

1）改善巷內支護，使主動支護在留巷巷道更加明顯地發揮作用。

在保持留巷巷道原有設計支護形式的基礎上，加長錨桿，縮小間排距，并增加金屬網和強力鋼帶。頂板采用錨網配套強力鋼帶支護，錨桿為左旋無縱肋螺紋鋼樹脂錨桿，d20 mm，L=2．0 m，間排距為800 mm ×800 mm；金屬網片網格為100 mm×100 mm；強力鋼帶由d16 mm的鋼筋焊接而成；超前工作面煤壁至少30 m，采用錨索加強支護，錨索為d15．24 mm、L= 8．0 m的鋼絞線。施工時，支設間、排距為1 600 mm ×1 600 mm，錨固長度不得小于1．55 m。這樣，圍巖的表面以及內部承受錨網索支護的作用力和范圍更大，而且在每根錨桿周圍形成錨固體，改變了巖體的受力狀況；同時使用強力鋼帶，增加了橫向約束力和群錨效應，提高了圍巖的自身強度，克服了被動支護的缺點，充分適應頂板的下沉，保持了巷道頂板的穩定。

2）改進巷旁支護，使留巷巷道得到良好維護并達到預期目的。

為有效降低巷道頂板壓力和下沉量，達到留巷的預期目的。結合現場實際，對留巷巷道的巷旁支護進行改進，采用錨索加強支護，用以提供較大的支護阻力，錨索為d15．24 mm、L=8．0 m的鋼絞線，錨索排距為2．8 m，錨索至留巷采空區側距離為0．4 m；采用型號為DW25-250／100型單體液壓支柱靠采空區側支設1排密集柱，以提高切頂能力，密集柱柱距為400 mm；在使用切頂柱的同時，輔以人工強制放頂，以提高切頂效果；在密集柱后掛鋼筋網，并就地取材用矸石充填巷旁采空區，充填寬度1．4 m，用于密閉采空區，防止漏風。以上巷旁支護措施，既能有效發揮圍巖的自我承載能力，形成支護-圍巖的共同承載體系，也能提高切頂能力和效果，減少巷道的懸頂跨度。同時矸石帶材料可就地取材、成本較低、經濟有效。從而有效發揮巷旁支護的支承、切頂、隔離等作用，為沿空留巷達到預期效果提供保障。

5 應用效果

1）沿空留巷巷內采用錨網加強力鋼帶作基本支護，并用錨索作超前加強支護，既增加了群錨效應，又有效發揮了深部穩定巖層的承載作用，使頂板得到有效控制。為了檢驗其效果，在留巷巷道內每間隔40 m安設1組頂板離層儀，觀測結果表明，留巷頂板下沉量為20～48 mm，局部地段可達62 mm，煤幫移近及底鼓量不明顯，巷道形狀和斷面積完全滿足60102工作面通風、運輸和行人的要求，達到了預期效果。因此，這種主動支護方式作為沿空留巷巷內支護值得推廣。

2）沿空留巷采空區側錨索加強支護、密集支柱輔以人工強制放頂、鋼筋網加矸石帶，不但提高了圍巖的自我承載能力，充分發揮了密集支柱初撐力強、支護阻力大的優點，同時輔以人工強制放頂，提高了切頂能力和效果，而且矸石帶護巷充填，可就地取材，護巷成本低廉，通過撿矸，提高了煤質，為今后類似條件下開采提供了借鑒。

3）60101 工作面回風順槽實施沿空留巷后，相鄰的60102工作面少掘580 m巷道，降低了掘進率，且減少了1個掘進工作面的人員，節約掘進費用191．4萬元，最大限度地縮短了準備時間；同時可回收煤柱25 m，約8．46萬t，增加效益5 245．2萬元，提高了煤炭資源的采出率，經濟效益可觀。

6 結束語

1）礦山壓力及其顯現是一項極其復雜的系統工程，有待進一步對沿空留巷圍巖控制機理在理論指導還是實際應用深入研究與完善。

2）實際留巷期間，要特別注意所留巷道的通風問題，盡量避免使用局扇供風，因安裝使用局扇存在諸多不安全隱患。這就需要合理安排，提前掘透相鄰備用工作面切眼，形成全風壓通風系統。若不能避免時，必須嚴格加強局部通風管理。

3）對要留設的巷道，應超前規劃，在分析和掌握地質條件的基礎上，統籌考慮采區設計、巷道掘進期間的支護方式以及日常管理等，以保證沿空留巷的有效實施。

4）加大礦壓監測裝備的投入，采用先進監測系統，建立、完善并嚴格執行相關制度，對沿空留巷進行全過程礦壓監測，掌握其礦壓顯現規律并分析研究，以便采取相應措施解決出現的問題。

5）沿空留巷是無煤柱開采中的一項先進技術，技術優勢和經濟效果顯著，但總結留巷成功的經驗，其支護方式、材料、裝備水平諸多方面各有差異。因此，必須根據實際情況具體分析，因地制宜，進行多方案比較，選擇技術上先進、經濟上合理的最優方案，確保留巷效果，做到安全、經濟、高效。

Application on Goaf Side Entry Retaining in Ruidong Coal Mine

Zuo Zhao-quan

Goaf side entry retaining is one of the main technical measures which achieve without coal pillar mining．To maximize resource recovery，reduce tunneling rate and excavation costs，Ruidong coal mine used the technology of goaf side entry retaining in 6#coal seam．In this paper，takes 60101 working face as an example，introduces the practical applications of the technology．And analyzes some existing problems，such as goaf side entry retaining roadway support，roadside support and other aspects，and takes pertinence measures，achieves the expected results，obtains considerable economic benefits．It provides a reference for 6#coal seam mining．

Goaf side entry retaining；Roadway support；Roadside support；Practical application

TD322+．3

B

1672-0652（2013）10-0058-03

2013-07-16

左照全（1968—），男，山西介休人，1993年畢業于山西礦業學院，工程師，主要從事礦井生產技術管理工作（E-mail）jishui．ok＠163．com