大采高工作面沿空留巷技術研究與應用

摘 要：為了緩解礦井采掘銜接緊張的局面，提高煤炭資源的回收率，亨健公司對2501工作面下巷進行了沿空留巷處理，該工作面煤層平均厚度4.5m，屬于大采高工作面。沿空留巷采用高水材料充填垛作為巷旁支護，并通過使用加固螺栓，增強充填垛承載能力，從現場觀測發現，留巷內頂板平均下沉量小于15cm，取得了較好的留巷效果。

關鍵詞：沿空留巷；高水材料；大采高工作面；巷旁充填

邯礦集團亨健礦業公司，原為邯鄲縣姬莊煤礦，1969年建井，2006年11月經整合改造成為邯礦集團子公司，2009年礦井核定生產能力為42萬噸/年，煤炭產品屬于低硫、低灰分、高熱量的優質無煙煤。礦井五采區各工作面走向長度均較短，單個工作面可采儲量較少，巷道掘進率較高，造成了公司采掘銜接緊張的局面，為了緩解上述狀況，并提高煤炭資源的回收率，亨健公司在五采區2501工作面采用了沿空留巷技術。

1 2501工作面概況

亨健公司2501工作面（如圖1所示），走向長度319m，傾向長度63m，煤層平均傾角6°，工作面標高-113～-120m。對應地面標高+188～+211m，平均煤層厚度4.5m，局部厚度達到了5m左右，煤層結構較復雜，有一層0.1m夾矸，煤層賦存穩定，屬簡單結構穩定煤層，煤質為無煙煤，硬度較大，煤塵不爆炸，煤不易自燃。

2 2501工作面沿空留巷技術方案

2.1 2501工作面沿空留巷設計

亨健公司2501工作面沿空留巷置為工作面下巷，留巷長度319m，采用高水材料袋式充填垛作為巷旁支護，由礦井-40水平充填泵站負責向工作面輸送漿體，沿空留巷充填袋規格為長 2m×寬2m×高3.5m，充填體位置設在2501下巷內，留巷寬度規格為1m（如圖2所示）。

2.2 巷旁支護充填垛加固措施

充填前用4m單體柱配合模板將充填垛周邊固定好，待充填體硬化后方可將充填袋的模板拆除。同時為確保充填體足夠的支護強度，而且還應有足夠的橫向抗變形能力，在充填體中置入錨栓以約束充填體的橫向變形，提高充填體整體支護性能。

在每個充填袋之間上下布置6個錨栓，木托盤規格為400mm×200mm×100mm最上面一個錨栓在巷道側距頂板約800mm，錨栓間距800 mm×800mm，充填袋兩側用長3m梯子梁進行加固，其中梯子梁縱向每800mm一道（如圖3所示）。

3 施工工藝組織

在巷旁充填過程中，各工種主要分布于以下各環節與工作地點：材料運輸、充填泵站、充填點與液壓支架后方頂板的支護等，勞動組織見表1。

4 利用沿空留巷對通風系統的優化

亨健公司2501工作面原通風方式為下行通風，工作面切眼緊鄰原姬莊礦生產實際掘進的專用回風巷（已廢棄，但仍可通過風流），2501工作面下巷在掘進時，在到達切眼位置后繼續向前掘進，與原系統專用回風巷貫通，在工作面回采過程中，亨健公司利用該沿空留巷作為尾巷使用（如圖4所示），尾巷風流通過專用回風巷排至礦井總回風巷，使工作面形成了Y型通風，切實有效地避免了隅角的瓦斯積聚，改善礦井作業環境，提高了回采安全系數。

5 實施效果

2501工作面在回采結束后，沿工作面下巷留巷擴掘相鄰工作面回采巷道，擴掘后，巷道凈寬4.2m，凈高3m，如圖5所示（右側為巷旁支護充填垛，距該垛1m范圍內為原沿空留巷范圍），沿空留巷范圍內，頂板無明顯下沉，巷旁支護充填垛對沿空留巷內頂板起到了有效地支撐作用，完全可以滿足相鄰工作面回采要求。

6 經濟效益

由表2與表3可知，煤巷掘進及錨網支護費用約：3600元/m，沿空留巷直接成本（粗算）：4900元/m，而回收煤柱效益：24300元/m，直接經濟效益：23000元/m。

7 結束語

大采高工作面沿空留巷，通過使用超高水材料充填垛作為巷旁支護，并使用螺栓加固充填垛，對頂板起到了良好的支撐作用，巷道變形量滿足生產需求，具有較高的經濟和社會效益，同時利用沿空留巷作為尾巷使用，有效地環節了回風瓦斯隅角瓦斯積聚的問題，提高了安全生產水平，具有良好的推廣價值。

參考文獻

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作者簡介：布曉樂（1986-），男，河北衡水人，助理工程師。