留窄小煤柱沿空留巷在綜采工作面的成功應用

賀敬平 王文星 劉 磊

（山東省邱集煤礦有限公司，山東 齊河 251100）

沿空留巷是將工作面后方要報廢的回采巷道通過技術途徑保留下來的一種支護技術。該技術具有煤炭回收率高、巷道掘進率低、排矸少以及可緩解采掘接替緊張等諸多優(yōu)點。多年來，國內外一些研究機構不斷對留巷技術進行研究，在技術與經濟等方面都取得了顯著效果。

目前新型的沿空留巷方法是切頂卸壓自動成巷技術，此種方法雖然解決了傳統留巷方法的諸多弊端，但成本較高，特別是對薄煤層工作面，在經濟上不合理。本文通過對現場地質條件分析，結合使用的綜采設備特點，提出了一種新穎的留巷方式，經現場實踐證明，具有非常大的推廣應用價值。

1 概況

永明煤礦3號煤層煤厚0.7m，屬極薄煤層，傾角2°～3°。直接頂為泥巖，平均厚度4.1m，基本頂為細砂巖，直接底為泥巖，平均厚度1.5m。工作面采用綜采工藝，采用MG180/420-BWD型雙滾筒采煤機、SGZ630/200刮板輸送機、ZY3200/7.5/16型掩護式支架。工作面布置兩條順槽，機巷運煤兼進風，軌巷輔助運輸兼回風。

2 留巷方式

2.1 留巷方式

工作面溜尾與所留設巷道之間留設5m的護巷煤柱，所留設巷道作為下一工作面的運輸順槽。煤柱每隔7m掘進一矩形聯絡巷（1.5m×1.8m，錨網支護）作為回風和行人出口，工作面推進與前一個聯絡巷貫通后，后一個聯絡巷及時采用矸石進行密閉。回風、人行通道采用DW18-300/100型單體支柱配合DJB1200/300配合鉸接頂梁支護。留設的巷道在原有錨網索支護的基礎上采用DW28-250/100型單體支柱配合DJB1200/300型鉸接頂梁加強支護長度不小于200m。留巷方式如圖1所示。

圖1 留巷方式圖

2.2 支護方式

回風聯絡巷、回風人行通道及沿空留巷巷道的支護方式，見圖2所示。

圖2 支護方式圖

3 變形觀測

3.1 觀測內容及方法

（1）對工作面來壓情況進行觀測，采取方法是在工作面安裝YHY60型綜采支架壓力記錄儀。

（2）對所留設巷道的單體支柱壓力進行觀測，采取方法是安設YHY60W(B)型礦用數字單體支柱壓力儀。

（3）對所留設巷道頂板及兩幫變形進行觀測，采取方法是布設“十字”測點。

（4）對所留設巷道頂板離層進行觀測，采取方法是安設頂板離層儀。

（5）對頂、幫錨桿失穩(wěn)情況進行檢測。

3.2 測區(qū)布置

每20m布置一組測區(qū)，合計布置3個測區(qū)。每組測區(qū)按前述觀測內容進行儀器布置，具體如下：安設3個YHY60W(B)型礦用數字單體支柱壓力儀，布置一個“十字”測點，安設1個頂板離層儀。

3.3 觀測結果

（1）礦壓觀測自工作面開始推采至工作面推采200m采空區(qū)垮落穩(wěn)定后結束。觀測結果見表1、表2。

表1 頂底板、兩幫移近量觀測結果

表2 單體支柱壓力觀測結果

（2）頂、幫錨桿失穩(wěn)情況檢測結果

為檢測沿空留巷巷道原有頂、幫錨桿承壓后錨固情況，對頂、幫錨桿進行了拉拔力檢測，共設置4處檢測點，間距10m，每處檢測頂幫錨桿各一根，所有檢測點均位于壓力穩(wěn)定區(qū)域內，檢測結果均符合要求。

3.4 礦壓觀測結果分析

（1）通過對礦壓觀測結果分析，巷道頂底板最大移近量為355mm，兩幫最大移近量為160mm；巷道頂底板平均移近量為192mm，兩幫平均移近量為125mm。在下一工作面推采時，回風順槽經適當臥底、放頂維修，能繼續(xù)使用，滿足生產需求。

（2）工作面壓力與未進行沿空留巷的工作面相比，無明顯區(qū)別。

（3）回風聯絡巷口處壓力顯現較明顯，存在煤壁片幫現象，需加強支護。

4 效益分析

自2016年3月開始實施，已成功推采5個回采工作面，沿空留巷長度4000m。

通過在永明煤礦綜采工作面的實踐，該種沿空留巷方式主要有以下優(yōu)勢：

（1）萬噸掘進率降低。盤區(qū)內萬噸掘進率由原來的213m降為128m，有利于采掘接續(xù)。

（2）矸石排放量減少。采用沿空留巷后每個采煤工作面只需新掘進一條順槽，相對于傳統布置方式，每個回采工作面少產生矸石1.5萬t。降低了地面矸石存放的壓力，減少了對環(huán)境的影響，降低運輸費用。

（3）生產成本降低。與傳統布置方式相比，少掘進一條順槽，每個回采工作面可減少掘進成本289萬元。綜合計算，比未采用沿空留巷采煤工作面可節(jié)約成本184萬元，噸煤成本降低21元。

5 結論

（1）解決了受留巷影響，綜采工作面推進速度嚴重下降的問題。采用此方法進行沿空留巷時，溜尾回風、行人通道直接采用采煤機與工作面一起割出，保證了工作面推進速度。

（2）解決了沿空留巷推采時工作面與所留巷道之間通風、行人的問題。所留巷道走向每隔7m施工一聯絡巷，工作面與前一個聯絡巷貫通后，后一個聯絡巷及時采用矸石進行封堵。工作面后方的回風、行人通道隨工作面推進采用單體支柱配合鉸接頂梁進行支護，到工作面與下一個聯絡巷貫通后，將液壓支架后方的柱梁支護全部回撤，進行下一循環(huán)的柱梁支護工作。聯絡巷的掘進工作可以提前進行，不影響工作面推采，確保了工作面推進速度。

（3）解決了傳統留巷方法所留設巷道受礦壓影響破壞嚴重問題。采用窄小煤柱護巷，保證了老空側的支撐強度，同時為抵御工作面來壓時對留巷的沖擊，拖后工作面200m范圍的巷道內采用兩路單體支柱配合鉸接頂梁進行支護。采取上述措施后，最大限度地保證了所留巷道的完整性，下一工作面回采前只對所留巷道輕微修理便可滿足使用要求。