沿空留巷技術(shù)在煤礦綜采工作中的應(yīng)用分析

摘 要：沿空留巷技術(shù)的應(yīng)用對于煤礦綜采工作的順利進(jìn)行具有重要意義。本次以XXX煤礦工作面為例，分析了沿空留巷技術(shù)的設(shè)計與實(shí)施，希望能為沿空留巷技術(shù)的應(yīng)用與研究提供參考。

關(guān)鍵詞：沿空留巷；煤礦綜采；應(yīng)用；安全；效益

沿空留巷（gob-side entryretaining）是指在采煤工作面后沿采空區(qū)邊緣維護(hù)原回采巷道，一般巷道設(shè)置于地應(yīng)力場，不僅能夠減少變形量，利于巷道維護(hù)，同時還能通過控制煤柱寬度，將巷道與采空區(qū)隔離，防止水和有害氣體等進(jìn)入巷道，威脅生產(chǎn)安全，對于煤礦安全生產(chǎn)及開采具有重要意義。同時沿空留巷還可以做到最大限度的回收資源，降低煤礦開采損失。目前這項(xiàng)技術(shù)在我國煤礦開采區(qū)廣泛推廣，方法也較為多樣，對于在降低生產(chǎn)成本，提升開采效率產(chǎn)生了積極的促進(jìn)作用，也極大的緩解了我國煤礦開采較為緊張的局面。下面我們以XX煤礦工作面為例，分析一下沿空留巷技術(shù)在煤礦綜采工作中的應(yīng)用。

1 工程概況

工作面位于南一采區(qū)，工作面傾向長700m，走向?qū)?20m，面積約10.9萬m2。地面地勢平坦，無較大河流，有季節(jié)性水溝。煤層賦存情況為黑色，碎塊狀、粉末狀，強(qiáng)玻璃光澤，以亮煤、鏡煤為主，煤層傾角平均10°，傾向50°左右。煤層頂?shù)装鍘r性老頂厚度3.5-18.45m，直接頂厚度4.14m-20.93m，局部直接頂為巖漿巖，偽頂厚度0-0.5m，底板厚度1.4-12.95m。地質(zhì)構(gòu)造為西高東低的單斜構(gòu)造，煤層局部受巖漿巖侵蝕。工作面正常涌水量約為10-20m3/h。最大涌水量14m3/h，相對瓦斯涌出量為7.95m3/t，相對瓦斯涌出量隨煤層標(biāo)高的上升而逐漸減小，屬爆炸性較強(qiáng)的煤層，煤的自燃傾向性較低，煤塵無爆炸危險性。

2 主要設(shè)備

工作面設(shè)計采用傾斜長壁后退式開采，全部垮落法管理頂板。風(fēng)巷的施工在下山見煤后，沿煤層按中線跟煤層頂板施工，巷道仰斜布置，工作面俯斜推進(jìn)。主要工作設(shè)備有：MG150/375采煤機(jī)、SGD-630/264刮板運(yùn)輸機(jī)、SSJ1000/2×220皮帶機(jī)、PLM-500破矸機(jī)、SZD-630/90轉(zhuǎn)載機(jī)，工作面推進(jìn)度實(shí)行兩班生產(chǎn)，一班檢修，采煤班每班割煤4-6刀、每刀進(jìn)0.6m，日循環(huán)進(jìn)尺2.4-3.6m。

3 沿空留巷設(shè)計與應(yīng)用

傳統(tǒng)工作面的巷道設(shè)置，一直采用留設(shè)煤柱的方法，雖然對于早期開采來說，具有一定的實(shí)用性和可靠性，但是對于變化莫測，以外因素較多的新型煤礦開采來說，由于過于固定化，難以調(diào)節(jié)，已經(jīng)不太適合如今快速發(fā)展變化的新環(huán)境。煤礦開采工作自從高產(chǎn)、高效、自動化、連續(xù)化時代之后，對于產(chǎn)量與效率的需求不斷提升，煤層貯存的復(fù)雜情況致使現(xiàn)階段控制安全生產(chǎn)的能力下降，不管是工作面的解題、瓦斯的預(yù)防和監(jiān)測還是巷道沿空掘巷的支護(hù)與熱害護(hù)理，都出現(xiàn)了眾多問題，這對于煤礦業(yè)開采與發(fā)展來說及其不利，這些受限因素的存在也迫使煤礦開采受到了諸多制約。因此，加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)研究，控制和利用礦山壓力服務(wù)于安全生產(chǎn)，不斷探索新的開采方式與布局方法，對于提升煤礦開采效率、提升安全性、降低安全隱患發(fā)生幾率都具有著極為重要的積極意義。沿空留巷技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠做好工作面的維護(hù)，提升綜合治療瓦斯、粉塵爆炸、地高壓等問題的能力，還能不斷改善開采環(huán)境，提升相關(guān)人員安全保障力度，促使煤礦業(yè)不斷向現(xiàn)代化、安全化、高效化的方向發(fā)展。無煤柱護(hù)巷技術(shù)作為煤礦開采技術(shù)的一項(xiàng)重大改革，對于無煤柱護(hù)巷技術(shù)中的沿空留巷技術(shù)，具有重要意義，經(jīng)過多年的研究與實(shí)踐，現(xiàn)在在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用，其發(fā)展也經(jīng)歷了從堆砌瓦石（矸石）、密集支柱、金屬棚到高水材料垛式充填等進(jìn)步與變革，積累了寶貴的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。沿空留巷技術(shù)是礦井采掘規(guī)劃與礦井采區(qū)開拓布局的革命，具有傾向鉆孔替代高、低抽巷，經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，真正實(shí)現(xiàn)了無煤柱開采，提高了回采率，能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦的連續(xù)開采，從根本上解決了隅角瓦斯超限的問題，使得被保護(hù)層得以徹底保護(hù)，支護(hù)容易也便于維護(hù)。尤其是在此基礎(chǔ)上建立Y型通風(fēng)方式，將帶來更大的社會經(jīng)濟(jì)效益。

此工作面具備實(shí)現(xiàn)沿空留巷的自然條件，采用無煤柱護(hù)巷技術(shù)，在抽采本工作面采空區(qū)瓦斯的同時抽采相鄰層面瓦斯及卸壓瓦斯，消除瓦斯安全隱患，為安全開采創(chuàng)造條件，同時提高礦井煤炭資源回收率，緩解接替緊張，實(shí)現(xiàn)連續(xù)開采。沿空留巷將通過混凝土輸送泵泵送充填材料至工作面留巷處，留設(shè)充填體隔離采空區(qū)并與原巷內(nèi)支護(hù)共同承載形成巷道系統(tǒng)。留巷巷道要在原支護(hù)基礎(chǔ)上加強(qiáng)支護(hù)強(qiáng)度，以確保留巷在采動應(yīng)力作用下的穩(wěn)定。

工作面巷旁支護(hù)首先要選擇強(qiáng)度合適的充填體材料并進(jìn)行計算，本次工程選用混凝土膏體材料，巷道煤幫到切頂線的懸頂寬度為留巷充填體寬度的1.2倍。考慮到老頂來壓時下位巖層及充填體的動載系數(shù)，充填體材料的強(qiáng)度完全滿足承載要求。在采動支承應(yīng)力作用下，為避免沿空留巷出現(xiàn)巷道變形現(xiàn)象，要選擇可縮性強(qiáng)的留巷充填體，這對于巷道維護(hù)也有重要意義。關(guān)于充填設(shè)備的供電設(shè)計選用雙路供電方式，一路工作一路備用，充填泵實(shí)行瓦斯電閉鎖，布置在新鮮風(fēng)流中。充填工藝流程定為替棚清理、支模、攪拌輸送、充填清洗、拆模五個流程。

工作面留巷巷內(nèi)支護(hù)包括充填體的臨時支護(hù)、巷內(nèi)加強(qiáng)支護(hù)與留巷墻體頂板支護(hù)。為強(qiáng)化充填體的支護(hù)強(qiáng)度，在留巷內(nèi)利用鉸接頂梁和單體加鞋沿走向臨時架設(shè)一梁兩柱雙排鐵棚，其中一排緊靠充填垛，一排靠巷道中間。留巷支護(hù)體的有效性要以維護(hù)上方直接頂?shù)耐暾詾槟康摹２扇〕凹訌?qiáng)支護(hù)可以有效降低動壓對于沿空留巷的影響，提升頂板管理力度，為沿空留巷的實(shí)施創(chuàng)造優(yōu)秀的條件。至于超前加強(qiáng)和支護(hù)，可以選擇一梁兩柱、一梁三柱雙挑棚或者巷道液壓支架。同時，對留巷墻體頂板加強(qiáng)相應(yīng)支護(hù)，提升留巷的穩(wěn)定性，對于技術(shù)的應(yīng)用實(shí)施也有不少益處。工作面沿空留巷后要根據(jù)現(xiàn)場情況實(shí)施封閉，充分估計瓦斯隱患，做好留巷的通風(fēng)與瓦斯抽采工作，加強(qiáng)瓦斯監(jiān)控，做好預(yù)防滅火工作的準(zhǔn)備。

在煤礦綜采中應(yīng)用沿空留巷技術(shù)不僅是安全生產(chǎn)，延長煤礦開采壽命的重要手段，同時也是盡量節(jié)省開支，緩解礦產(chǎn)緊張的必備措施，對于提升煤礦開采的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益具有重要的積極作用。

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