沿空留巷技術研究與應用

王博

摘 要：沿空留巷技術在我國的應用最早可以追溯到20世紀50年代，之后一直是煤礦開采的重要研究方向。按照沿空留巷的支護方式，我國沿空留巷技術到目前為止大致經歷了各階段的發展。我國將沿空留巷技術由薄煤層工作面推廣到了厚煤層綜放工作面。如大同煤礦集團雁崖煤業有限公司一綜放工作面進行了綜放大斷面沿空留巷試驗。所選巷道在支護時，巷內采用錨桿+錨索+噴漿聯合支護，巷旁支護運用高水材料充填加上空間錨栓加固網技術，成果地將上一階段的運輸巷道留作下一階段的回風巷道使用。

關鍵詞：沿空留巷;支護;技術研究

一、項目目前的狀況

近年來，采用切頂卸壓留巷技術已進行了初步發展和研究，但根據礦井基本情況的不同，所選擇的具體切頂卸壓參數和支護參數等均不近相同，目前個別礦井已經實施該工藝，前期效果不錯，但會快速的造成巷道變形，造成巷道不能繼續使用，峰峰集團作為在留巷方面也做了很多研究和實驗，萬年礦實施過該技術，但到巷道需要二次利用時，已不能滿足要求，需要進行擴整，我礦作為老礦井，資源面臨枯竭，服務年限急劇下降，銜接極度緊張，為解決上述問題，無煤柱留巷技術是一項很好的解決對策，同時為進一步研究切頂卸壓技術的可行性和適應性，我們大膽采用了該留巷技術，該技術目前已成功留巷500m，留巷工程已經結束，目前正在進行進一步的資料分析，找出優點，分析不足，為下一步的留巷提供寶貴的借鑒經驗。

二、試驗的過程與結果

（一）頂板預裂炮眼施工和預裂切縫試驗

為保證留巷效果，減弱工作面回采過程中動壓對留巷的影響，須對運煤巷留巷段進行切頂卸壓處理，共計切頂500m。在運輸巷中梯形斷面切縫孔在頂板中線偏上幫2000mm，與鉛垂線方向夾角為10°，向工作面方向傾斜，深度11000mm。爆破時，每個爆破鉆孔安設5根聚能管，聚能管長度為1.5m，孔口聚能管長度1.3m，孔口封泥長度為3.7m，具體裝藥量及爆破方式根據現場試驗效果確定。

（二）雙向聚能管采用特制聚能管

特制聚能管外徑為42mm，內徑為36.5mm，管長1500mm。聚能爆破采用三級煤礦乳化炸藥，采用炸藥規格為直徑Φ32×200mm/卷，爆破孔口采用炮泥封孔。具體裝藥參數需通過現場試驗確定。

聚能管安裝于爆破孔內，每孔5根，第五根聚能管靠近孔口方向截掉0.2m，經過多次試驗得出結論，間隔裝藥優于單孔裝藥，連孔裝藥優于間隔裝藥，因此確定了采用連孔裝藥，孔內采用以下五種裝藥結構，經試驗比較，確定了采用3+2+2+2+1的裝藥方式，爆破孔施工采用專業設備，采用炮泥封孔，封孔長度3.7m，采用遠距離爆破方式起爆。

（三）切縫效果驗證

切頂爆破后，對爆破區間內每5米使用內窺儀對爆破后爆破效果進行檢驗，并出具檢驗報告，根據檢驗報告得出，爆破效果良好。

采用3排32t恒阻大變形錨索，結合巷道原有支護形式和參數，恒阻大變形錨索垂直于頂板方向布置，共布設3列，第一列恒阻錨索在頂板巷道中線偏上幫1500mm，采用鋼帶兩兩聯鎖，間距800mm，錨索與巷道底板垂直;第二列位于巷道中線偏上幫0.3m位置打設，間距為1600mm，與巷道頂板垂直;第三列中線偏下幫1300mm位置布置，間距為1600mm，與巷道頂板垂直。

三、推廣應用情況效益分析

目前在我礦已經留巷500m，經礦壓觀測和巷道收斂情況得知，該項目已達到預期效果，留巷成功，該項目得到峰峰集團及冀中能源領導的認可，并在今年10月16日召開了沿空留巷現場會，來學習經驗，交流心得，目的在于宣傳本項目的具體做法和成功經驗，為下一步其他礦井的沿空留巷開辟了道路，提供了寶貴的借鑒經驗。臨近礦山企業及山西等多家礦山企業來我礦參觀學習經驗，計劃推廣該項目。

按照最初2165外塊工作面布置方法，與相鄰的2163采煤工作面之間至少留設5m保護煤柱。按留設5m保護煤柱，將浪費煤炭資源15750噸，該項目的實施，可多回收原煤15750噸，增加產值可達1500多萬，新增利稅1100多萬，新增純效益值820多萬;避免掘進一條550m的煤巷，掘進工期為三個月，掘進成本單價為6000元/m，該項目可節省掘進費用330萬元，同時，保證了采煤工作面的正常銜接。總之，通過推廣使用“112163厚煤層綜放工作面運煤巷切頂卸壓沿空留巷技術”，保證了礦井有序銜接，延長了礦井壽命。社會效益上，提高了原煤回收率，實現了無煤柱開采，延長了礦井服務年限。

（一）經濟效益分析報告

1.新技術、工藝的運用

創造經濟效益=新增原煤產量×（噸煤售價-噸煤成本）×利潤率-科研費用-材料成本和該項目人工成本。

=500×5×4.2×1.5×（1000-300）×75%/10000-465-（118+75）

≈826-465-193

=168萬元

從留巷本身考慮，創造純效益為168萬元。

2.節約價值

沿空留巷項目的實施，可少掘進一條長度550m的煤巷，根據我礦目前煤巷掘進成本，可減少掘進支出550m×6000元/m=330萬元。

3.綜合性經濟效益

綜合考慮該項目從生產成本、創造產值、稅收、有效節約成本的條件下，該項目可創造純利潤（168+330）萬元=498萬元。

可縮短巷道掘進工期3個月。

（二）社會效益

（1）該項目可實現無煤柱回采，提高原煤回收率，延長礦井服務年限。

（2）可減少掘進一條550m的煤巷，縮短工期3個月，解決了2165工作面銜接困難局面。

（3）減少掘進一條550m的煤巷，間接的降低了工人的勞動強度。

（4）該項目的實施，為我礦其它工作面的設計和布置提供了新的思路，同時又為臨近礦井在沿空留巷方面開辟了先河，總結了經驗，為下一步的推廣使用做了巨大貢獻。