沿空留巷技術(shù)在鶴煤中泰礦業(yè)31021工作面的應用

摘要：在工作面上順槽采取沿空留巷方法，及時緩解了礦井采掘接替的緊張局面，提高了采區(qū)資源回收率、降低萬噸掘進率，實現(xiàn)Y型通風，有效解決工作面上隅角瓦斯超限問題，對瓦斯治理有著重要意義。

關(guān)鍵詞：沿空留巷 技術(shù) 應用

河南煤化集團鶴煤公司中泰礦業(yè)位于河南省鶴壁市北部，為河南煤化集團鶴煤公司骨干礦井之一。1958年3月建井，1960年11月以年產(chǎn)60萬噸簡易投產(chǎn)。1992年12月礦井第一次改擴建竣工，生產(chǎn)能力為90萬噸/年，2011年7月第二次改擴建竣工，設(shè)計生產(chǎn)能力150萬噸/年。礦井采用立井、暗斜井分水平開拓。

礦井煤層頂?shù)装迩闆r為：直接頂：黑色砂質(zhì)泥巖，層面含大量植物莖部化石及白云母碎片，平均厚7.5m，普氏硬度系數(shù)f=6.37；老 頂：灰色中粒砂巖，礦物成分以石英為主，暗黑色礦物次之，層面含白云母碎片，具斜層理，鈣質(zhì)膠結(jié)，平均厚9.5m，普氏硬度系數(shù)f=10.5；直接底：灰黑色砂質(zhì)泥巖，含砂量由上而下逐漸增多，厚4.5m；老底：深灰色中細粒砂巖，中間夾薄層黑色泥巖及黑色泥質(zhì)包裹體，層面含白云母碎片，平均厚8.5m，普氏硬度系數(shù)f=8.53。

礦井煤層平均厚度為8.4米，2006年我礦被鑒定為煤與瓦斯突出礦井，礦井瓦斯絕對涌出量53.3m3/min、相對量17.14m3/t，為煤與瓦斯突出礦井。由于受防突限制，采取剝離保護層方法回采，掘進及回采保護層期間，瓦斯涌出量大，嚴重影響掘進及回采速度。

目前礦井生產(chǎn)模式為“兩綜一準”，采用傾斜長臂式采煤方法。由于礦井地質(zhì)條件復雜、瓦斯涌出量大等原因，掘進速度難以保證綜采工作面的正常接續(xù)，采掘接續(xù)緊張。

為緩解礦井采掘接替的緊張局面、提高采區(qū)資源回收率、降低萬噸掘進率及降低工作面上隅角瓦斯超限問題，經(jīng)研究決定，在31021綜采工作面上順槽采取沿空留巷方法。

沿空留巷是指在上區(qū)段工作面采過后，通過加強支護或采用巷旁支護等有效方法將采空區(qū)運輸平巷保留下來，供下區(qū)段開采時作回風巷使用，其目的使一條巷道可以得到兩次利用。沿空留巷的主要優(yōu)點是下一區(qū)段回采時只需掘一條區(qū)段運輸巷，從而降低了巷道萬噸掘進率，其次是從根本上消除了沿空掘巷需要滯后掘進的缺點，有利于上下區(qū)段正常順序開采，有利于礦井集中化和改善采掘關(guān)系。

1 沿空留巷實施方案

在31021綜采工作面回采過程中，沿上順槽下幫進行膏體充填（主要成分：普通硅酸鹽水泥、石粉、粉煤灰及添加劑）留巷，留巷后形成三進一回；預留巷道可作為相鄰工作面31001的下順槽，實行無煤柱回采。使31021綜采工作面形成三進（上、下順槽及中間配風巷進風）一回（31001中切眼、上順槽回風）通風方式。

2 沿空留巷總體設(shè)計

2.1 沿空留巷礦壓基本規(guī)律

31021工作面上順槽位置及布置方式與普通工作面沒有區(qū)別，因此，其位置及布置方式?jīng)]有改變，同其他工作面位置及布置方式一樣；但該工作面上順槽的功能，在不同階段其功能和維護環(huán)境發(fā)生了較大變化。

在工作面開采前及超前支承壓力范圍外，巷道維護狀況良好，當工作面受采動影響，巷道壓力增大，工作面后方動壓更加顯著，因此，為了有效的控制巷道圍巖，特別是為了給沿空留巷創(chuàng)造更加良好的維護環(huán)境，在局部地區(qū)對31021工作面上順槽采用補打錨索、打點柱等加強支護方法。（如下圖）

2.2 充填材料的上料方式

膏體充填材料選用混凝土膏體材料，主要成份是：325#普通硅酸鹽水泥、沙子、粉煤灰及水拌和的膏體混凝土材料外加添加劑材料。

①充填體材料的運輸與儲存、上料方式利用機械上料、手動控制進水、機械拌和料。要求進水管安裝壓力表，保證水壓均衡，水量合適。

②充填設(shè)備、材料及材料選擇：

充填工藝流程為：待立模處底板清理到實底→安設(shè)支柱→立模→穿入對穿錨桿→架設(shè)貼幫支柱→膏體充填→清洗管路→下一循環(huán)

2.3 沿空留巷頂板管理

在距31021上順槽上幫預留2.5m打混凝土墻，墻厚2.0m，高度與采高相同。混凝土墻與上順槽上幫之間用8#金屬網(wǎng)、鉸接梁配單體柱支護。由于31021上順槽有兩種支護形式：錨網(wǎng)支護和梯形棚支護。對于錨網(wǎng)支護段，在打混凝土前對巷道頂板及上幫用6-8米錨索配“W”鋼帶加固；對于梯形棚支護段，要先進行替棚再加固。

2.4 防治瓦斯：澆筑墻體時，每隔20m在緊挨頂板處預埋200cm抽放管，抽放管一端通采空區(qū)，一端連接上順槽瓦斯抽放管路。抽放管與主管路連接處加閘門，最外面的抽放管不接主抽放管，以解決支模地段的局部瓦斯（或者在支模地段掛風簾配合）。

2.5 防滅火

在混凝土墻底板800cm處，每5m預埋注漿管，注漿管加閘門，以防止漏風漏氣。注漿在距澆筑地點30m以后實施。

3 沿空留巷所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益

3.1 沿空留巷與重掘巷道經(jīng)濟比較，用沿空留巷方法可少掘360m巷道，可以節(jié)約巷道掘進費用267.5萬元；

3.2 提高煤炭資源的回收率。31021綜采工作面與31001綜采工作面留設(shè)煤柱8m，全長495m，共解放煤量3.8萬噸，合計增效益2280萬元。

3.3 31001下順槽全長為423m，斷面為9m2，錨網(wǎng)支護，每米單價為9000元/m，加上抽放等費用合計單價為13000元/m，共計549.9萬元。

3.4 沿空留巷全長為353m，沿空留巷每米單價為8000元，共計282.4萬元。

在3102上順槽采用沿空留巷可以節(jié)約巷道掘進費用267.5萬元，提高了煤炭回收率，增加效益2280萬元，共計增加2547.5萬元。同時增加的煤巷掘進速度，減少了瓦斯抽放等時間，實現(xiàn)了無煤柱護巷開采，做到合理開發(fā)煤炭資源，增加煤炭采出率，減少巷道掘進量，實現(xiàn)Y型通風，對瓦斯治理有著重要意義。

中泰礦業(yè)通過沿空留巷技術(shù)的應用，緩解采掘接續(xù)緊張的狀況，，進一步提高單產(chǎn)、單進，更好的為安全生產(chǎn)服務。具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。