切頂卸壓沿空留巷技術的應用

王 政

（山西汾西中興煤業有限公司，山西 交城 030500）

沿空留巷是近年來被廣泛應用到礦產資源開采中的一項重要技術，為了充分發揮這一技術的作用，要加強對該項技術的研究，適當推廣。該項技術在實際應用中具有高效、安全、綠色等特點，通過對這一技術進行應用，能夠提高礦產資源回采率，使綜采工作面回風上隅角瓦斯聚集問題得到解決，提高礦產資源開采時，通風系統在運行中的可靠性，避免由于通風不暢，引發安全事故，降低開采效率，造成人員傷亡。由此可見，在礦產資源開采時，要加強對切頂卸壓沿空留巷技術的應用與推廣，提高礦產資源開采水平與效率，從而為后續礦產資源開采作業智能化、自動化的實現提供支持。

1 切頂卸壓沿空留巷技術的具體應用原理

所謂切頂卸壓沿空留巷指的是在礦產資源開采時，沿著工作面前方預留巷道采空區側，進行爆破切頂鉆孔布置，針對工作面頂板，要采取超前預裂爆破作業，采取這一方式開展作業，能夠使頂板沿預定方向會出現切縫，也就是切頂線[1]。在進行礦產資源開采時，隨著礦產工作面推進，對采空區底板情況進行觀察可以發現，其來壓會呈周期性變化，巷道采空區側頂板沿著切縫跨落，會在礦區內形成留巷幫，能夠形成切頂卸壓沿留空巷，通過這一方式，能夠大幅度降低采空區頂板來壓時，對留巷造成的不良影響，保證開采作業安全、穩定進行[2]。

切頂卸壓沿空留巷技術在具體應用過程中的原理是爆破預裂頂板將基本頂和直接頂懸臂切斷，通過這一方式，能夠有效斷開采空區與巷道頂板兩者之間的聯系，從而減少支護在具體應用期間，承受的巖石重力，避免底板巖回轉角發生嚴重下沉現象，保證巷道頂板圍巖層能夠保持穩定、完整，以免直接頂巖層與基本頂巖層間出現離層，同時，可以將巷道周圍應力集中轉移到圍巖深部，使巷道位置圍巖整體應力狀況得到有效改善[3]。通過對這一技術進行應用，還可以大幅度減少巷道維護量，從而減少實際作業開展時，物力、財力、人力消耗量。

2 切頂卸壓沿空留巷技術的實際應用探討

2.1 現場概況

某礦從2018 年開始采用沿空留巷技術，截止2020 年6 月12 日一共留巷長度達到了5 025 m，具體作業中，采用高位切頂自動成巷工藝留巷長度為1 952 m。通過對該礦的實際開采情況來看，依據具體應用情況來看，沿空留巷可以有效減少作業開展時的掘進量，提高采區回采率，同時能夠使采掘連續緊張情況能夠得到緩解，進一步改善工作面通風狀況。但是，需要相關工作人員注意的是，采取泵注混凝土巷旁支護工藝存在的問題主要體現在以下幾個方面：

1）留巷成本高，建設費用約為11 450 元/m。

2）留巷道在長期應用過程中，受外界因素影響，會發生嚴重變形情況。通過對現場情況進行觀察可以發現，留巷后巷頂底板位移量最大能夠達到1.6 m，而且中底鼓嚴重。

3）后續要進行大量翻修作業，巷道維護成本高、工作量大，這會對后續正常生產作業造成嚴重干擾，從實際情況來看，為了確保巷道安全、穩定，可以滿足應用需求，通常要進行一次翻修作業，進行翻修時，應當以起底為主，而且還要對巷幫和擴幫進行支護加固，提高整體結構穩定性。

切頂卸壓沿空留巷技術與泵注混凝土巷旁支護施工工藝進行對比，前者在具體應用時，可以顯著改善留巷礦壓。巷道在應用時，幾乎不會發生變形現象，而且能夠大幅度降低巷道翻修量與費用，減少留巷費用[4]。此外，通過對切頂卸壓沿空留巷技術進行應用，能夠確保礦井在生產中的穩定性、安全性，保證通風順暢，實現對礦產資源的合理開采，因此，應當加強對這一技術的應用與推廣。

2.2 切頂卸壓金屬網檔矸構成巷墻的具體方案

2.2.1 作業期間的關鍵工作內容

1）處理巷道原頂板支護結構內的各種鋼帶，在具體處理時，施工人員必須謹慎進行，不得馬虎，以免由于處理不合理，引發事故[5]。

2）切頂爆破前，為了保證整個作業開展穩定，避免發生安全事故，需要針對頂板進行補強支護處理。

3）開展切丁爆破眼施工作業。

4）進行擋矸柱、金屬網施工，對尾巷要做好支護作業，保證其穩定。

5）將作業中采用的炸藥安裝在切頂孔，然后開展爆破作業[6]。

2.2.2 施工工藝

1）截短鋼帶，該項工作就是將巷道原頂板支護結構內的鋼帶截短。在具體作業開展時，需要保留巷道與原巷道相比更小，因此，為了避免在開展爆破切頂時，對巷道中布置的原支護造成不良影響，在開展切頂爆破前，要截短原支護中鋼板，具體截短作業要嚴格依據要求開展，不得按照自己主觀意識隨意更改。

2）做好頂板補強支護作業，為了進一步加強支護，巷道內靠近采空區一側需要布置鋼帶+錨索，布置位置與巷道副幫之間距離約為350 cm，在進行鋼帶布置時，其需要沿著巷道進行，每根鋼帶長度要為265 cm；采用的錨索規格：Φ2.22 cm×820 cm 錨索，錨索間距為80 cm；為了確保布置的鋼帶能夠滿足應用需求，在每根鋼帶上要布置4 根錨索，每根錨索的性能、質量都必須要達到預期。

3）針對工作面端頭，在進行支架護梁之后，在與巷道副相距400 cm 處，利用錨桿鉆機開展施工，設置一排爆破眼。具體施工中，為了保證后續相關作業順利進行，布置的炮眼與水平方向要呈82°夾角，深度600 cm，直徑4.5 cm，間距48 cm。

4）完成裝藥后，應當在與補強錨索相距20 cm 處搭設擋矸點柱，間距控制在80 cm 左右，將一根單體液壓支柱設置在兩根檔矸柱間，通過這一方式，可以使整個結構更加穩定，避免后續礦產資源開采時出現事故，影響開采，造成人員傷亡。

5）通過對單體液壓支柱+π 型鋼梁支架臨時加強支護尾巷。對于尾巷長度超出了220 m 后，施工人員要拆除作業現場的臨時加強支架，通過永久性加強支護，具體支護時，采取木點柱，具體布置時，間排距120 cm×80 cm。

2.3 切頂卸壓沿空留巷技術應用效果

2.3.1 觀測位移變化情況

指派專人對所有巷道的兩幫和頂底板的移進量情況進行全面觀察，通過觀察獲取到的最終結果：頂底板出現的最大移量達到了約28 cm，兩幫出現的最大移量約為10 cm。這一結果與采取剛性?；虮米⑷肴崮；炷翂ρ乜樟粝锛夹g保留巷道發生最大移進量160 cm 相比小很多，通過對比分析可以發現，對這一技術進行應用，留巷變形量小很多，整體應用效果更好，可見，采取該項技術，在作業效果上是可行的。

2.3.2 取得的效益

通過對不同的施工方案進行分析，采用切頂卸壓金屬網檔矸構成巷墻技術在具體應用時，在成本上與鋁合金模板注入混凝土相比，每米費用減少了接近4 000元，取得了不錯的經濟效益。

通過分析可以發現，采取混凝土墻沿空巷技術進行作業，留巷變形量大，因此，無法滿足后期相關作業開展時的具體要求，為了確保后續相關作業順利進行，在應用前，以及應用期間，要做好拉底與維護作業，該項內容也會產生較大費，會對整個工程開展造成較大影響。而采取切頂卸壓金屬網檔矸構成巷墻技術，具體工程中留巷變形量較小，出現的斷面也能夠滿足后續應用需求，在施工開展時，并不需要進行拉低處理，工程需要維護量較小，也不會產生較高費用，因此取得了不錯經濟效益。

3 結語

通過對該礦的具體開采情況進行分析可以發現，在實際開采作業期間，采取切頂卸壓沿空留巷技術，具有勞動強度低、施工開展簡單、成本低等特點，而且能夠取得不錯的經濟效益，可見，對其這一技術進行應用時可行的。因此，在日后相應礦產開采中，為了保證開采作業順業進行，提高經濟效益，應當加強對這一技術的應用與推廣。