中厚煤層綜采“袋—網—錨矸石墻”沿空留巷方法

摘 要：結合某煤礦11307綜采工作面的工程地質條件，研究了由矸石袋、金屬網、防護鋼帶及錨索等配套構件組成墻體，其具有較強的支護承受力、抗壓縮及變形能力，提出了袋-網-錨矸石墻沿空留巷技術，通過工程實踐留巷與回采獲得成功，取得了良好的技術經濟和社會效益。

關鍵詞：袋-網-錨；矸石墻；施工方法；沿空留巷

1 引言

沿空留巷是我國煤炭工業實現無煤柱開采的重要技術發展方向[1-3]。隨著無煤柱開采技術的發展，我國在沿空留巷理論與技術研究方面取得了比較大的業績，尤其是在巷旁支護、巷內支護以及煤幫加固技術已十分成熟。但不可否認的是在推進速度較快的綜采工作面如何采用沿空留巷技術仍存在著一些技術難題，從而限制了沿空留巷技術在我國更廣泛地推廣應用。為此，本文研究了袋-網-錨矸石墻體，是一種新的沿空留巷方法。

2 工程地質概況

11307工作面開采3上煤層，地面標高+33.4m，工作面標高-600～-648m。南部為-650m軌道聯絡巷，北部為XF40斷層，西部為-650m軌道、膠帶巷，東部為3上煤層露頭。

11307工作面采用綜合機械化回采工藝；11307運順沿煤層頂板和底板施工，工作面上下平巷采用錨（索）網+鋼帶聯合支護。

3 袋-網-錨矸石墻沿空留巷方法

3.1 袋-網-錨矸石墻設計

根據礦壓規律，矸石袋墻抗變形的能力較差，在標準實驗室試驗條件下，變形量可達20%以上，工程實踐表明，矸石袋墻的橫向變形能力需要提高。為此，在實際應用中在矸石袋墻體中置入錨栓來約束墻體的橫向變形，以提高矸石袋墻體的抗壓能力和整體支護性能。

采用塑料編織袋裝入矸石后，人工進行堆放。堆放完畢后在矸石袋墻兩側鋪設高強度塑料網（也可以用金屬網），網要封底封幫，鋪網后對矸石袋墻架設緊固錨栓和防護鋼帶。根據上述留巷方法的特點，稱這種方法為袋-網-錨矸石墻沿空留巷方法。

在袋-網-錨矸石袋墻體中，所述的每兩兩正對的防護鋼帶上穿設有3根錨栓，分別位于其頂部、中部和下部。錨栓垂直穿設兩對夾持墻體側壁的防護鋼帶，且錨栓貫穿墻體厚度，由其兩端處緊固，整體形成錨栓與防護鋼帶共同作用，雙向緊固墻體。每對防護鋼帶上穿設的3根錨栓等分均布，從而其所施加的雙向夾持力均等分布，使墻體受力均勻，緊湊性及支護承受力高。11307工作面平均采高3.5m，在垂直方向布置3根錨栓，上錨栓距頂板700mm，下錨栓距底板高度1000mm，中錨栓距上、下錨栓距800mm。上、中、下錨栓都用走向鋼帶聯接形成一個整體。在錨栓安裝托盤和螺母時應在矸石袋墻體兩幫側掛高強塑料網或金屬網，網要封頂封底。錨栓材質使用20mm的螺紋鋼。

3.2 袋-網-錨矸石墻施工措施

矸石袋墻體位置位于采空區內，采用塑料編織袋裝矸石碼放成墻，墻體寬度4m，墻高3.5m。（1）壘矸石袋采用“由下而上”、“由老塘側向煤壁側”的順序進行，隨壘隨回撤柱梁，壘矸石袋時的作業空間必須有臨時支護，矸石帶壘砌接頂后，必須用木塊、木楔接實頂；（2）矸石袋采用袋裝矸石壘設，裝矸石的袋子為長0.8m的編織袋，入袋的矸石塊度≯0.1m，裝袋時裝填長度≯0.6m；（3）袋裝矸石人工裝袋，袋口必須用鐵絲捆緊；（4）壘設矸石帶前，必須清理干凈該處浮煤；（5）壘設矸石袋必須不少于兩人配合施工，并安專人負責監護，待頂板穩定后方可進行施工；（6）壘設矸石袋時必須認真執行敲幫問頂制度，提前處理危險；（7）壘砌矸石袋時，要嚴格按設計間排距安裝墻體錨桿，當壘砌到錨桿安設的位置和高度時，鋪放一根錨桿；（8）由于巷道高度大，為便于碼砌，砌墻時碼成三個不同高度的臺階（圖1）。

4 沿空留巷試驗效果分析

袋-網-錨矸石墻沿空留巷方法在某礦中厚煤層11307工作面綜采工作面進行了實驗應用，取得很好效果。

（1）根據試驗巷道的礦壓觀測數據分析，頂底最大移近量1050mm，兩幫最大移近量630mm；巷道斷面最大收縮率48%；頂底板平均移近量452mm，兩幫平均移近量265mm，平均斷面收縮率22%。在下區段工作面復采時，經過適當臥底后，能滿足生產使用要求，留巷獲得成功。

（2）通過墻體應力計觀測數據分析，各應力計受力在5～7MPa之間，說明矸石袋墻能夠承受巷道頂板結構施加于墻體的載荷，留巷墻體較好地實現了抗壓、讓壓作用。袋-網-錨矸石墻具有較高抗縮能力和整體支護性能，能夠承受上覆巖層結構施加的載荷，留巷能夠保持穩定；

（3）11307綜采面采用袋-網-錨矸石墻沿空留巷成功，說明袋-網-錨矸石墻支護技術是科學可行的，為沿空留巷的發展提供了一個新的技術途徑。

參考文獻：

[1]尚海濤.煤炭作為我國基礎能源的重要地位不可動搖[J].中國煤炭，2001（04）.

[2]林東才，賈傳洋，欒恒杰，王冠趙.錨栓網帶矸石袋墻沿空留巷技術及其應用[J]. 山東科技大學學報（自然科學版），2015（02）：1-6.

[3]張文志.高強度錨桿支護巷道沿空留巷支護技術[J].煤礦開采，2005，10（03）：41-2.

作者簡介：林偉立（1975-），男，山東濱州人，本科，工程師。endprint