沿空留巷技術應用

摘 要：本文主要討論了沿空留巷技術的應用，充分利用了煤炭資源，提高煤炭回收率，增加經濟效益。掌握沿空留巷段巷道變形運動規律，支護參數可靠性，為今后相同條件下沿空留巷頂板管理以及規程編制提供合理的支護參數和建議。

關鍵詞：沿空留巷；礦壓；控制技術；

中圖分類號：TD353.6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-05-00-01

我們提出了“就地取材、環保增效”的選材指導思想，決定采用工作面夾矸、底板浮矸將其裝入編制袋，然后再按設計寬度壘砌巷旁矸石墻，作為巷旁支護材料。這樣既減少了矸石的外排量，節省了排矸費用以及矸石占地，有利于環保，同時由于碎矸石及煤泥等材料經袋裝后堆壘，有一定的承載能力，能夠滿足造巷頂板變形的需要，是一舉多得。

山東華恒礦業有限公司位于新汶煤田的東部、地處魯中腹地新泰市境內，北距新泰市10.3公里。井田東西走向長6.3公里，南北傾斜寬7.2公里，面積43.087平方公里，主井口標高為+189.27m。始建于1958年，1971年簡易投產，設計生產能力45萬噸/年，1979年7月進行了改擴建，設計能力60萬噸/年。2005年核定生產能力120萬噸/年。主要產品：為氣肥煤、混煤、冶煉精煤。

華恒公司為斜井多水平開拓方式，生產水平為-650m水平，主采煤層十一層、十三層、十五層。共有3個正規采煤隊，十一層、十五層均采用綜采工藝，十三采用炮采機裝工藝，采用走向長壁后退式采煤方法，頂板管理方法為充填法。現有5個正規掘進隊。

一、工作面概述

（一）41302工作面概況

1、工作面位置及相鄰關系。工作面位于-650水平四采下山區十三層首采工作面，東至保安煤柱停采線，西至工作西段，南至上巷，北至下巷。工作面上限標高-651.2m，下限標高-703m。工作面走向長580m；傾斜寬117.4m。十三層煤容重為1.32t/m3。

2、地質構造。煤層整體為傾向北的單斜構造。工作面煤層走向127°～146°，傾向37°～56°，傾角12°～17°，平均15°.煤層產狀基本穩定，無明顯次一級褶曲。

（二）工作面采煤方法

1、采煤方法。根據十三層煤賦存條件和新汶礦區的開采經驗，本采區采用走向長壁后退式采煤法，采空區處理為矸石充填法。

2、采煤工藝。十三層煤工作面采用炮采機裝工藝開采：人工打眼爆破落煤，DY-150W型無鏈牽引單滾筒采煤機組裝煤， SGW—150型刮板輸送機運煤。

二、沿空留巷管理

（一）沿空留巷觀測內容及方法

頂、底板移近觀測：自工作面留巷始每隔50米設一觀測站，每站設3組，沿空留巷段共設10個觀測站，按24小時觀測一次。測點設在巷道中間，頂、底點都設到硬底，底板要楔入釬子作為基點。

表面位移觀測：自工作面留巷始每隔100米設一觀測站，設3站。為了解該巷道，在受工作面推采時采動影響段、沿空留巷滯后段圍巖變形量及整個巷道斷面縮小情況。共設3個觀測斷面其間距為2米采用單十字線觀測法，巷道兩幫觀測基點分別設在地面以上1000mm處，頂底基點分別設在巷道中間，設點前用坡度規測量好，使兩幫基點與頂底基點垂直相交各基點用專用定點釬子裝入0.5米深的孔用樹脂藥卷固定栓好十字線，分別測出：AO為頂板下沉量，BO為底鼓量， CO為上幫移近量，DO為下幫移近量測點如示意圖。觀測每24小時觀測一次。由于該巷道需在采空區內維護，并且要經過受二次采動影響，所以巷道圍巖整體變形量較大，底鼓變形嚴重。

（二）沿空留巷段圍巖變形及支護受力分析

現場宏觀，隨工作面推采沿空留巷距工作面20米范圍內，頂、底板，下幫煤壁和上幫壘砌的矸石墻都比較完整，木支柱無變形現象。在30米范圍時，上幫受采空區壓力影響壘砌的矸石墻由于壘砌質量差，造成矸石袋鼓出木支柱變形損壞折斷。由圍巖變形及支柱受力情況來看，壓力大，造成巷道變形嚴重。在80米處，頂板較完整，巷道圍巖變形較小。在90米處，頂底板較好，圍巖變形較小。從沿空留巷圍巖變形來看：頂板變形量和變形速度較小，底鼓變形量較大，上幫的底部變形較大。從以上可以看出：圍巖的變形與矸石墻壘砌質量也有一定的關系，矸石墻壘砌質量好則圍巖變形就相對較小，矸石墻壘砌質量差則圍巖變形就相對較大。

頂底板移近量分析原因：由于巷道進入采空區后，頂板在無支護的狀態下，加快了直接頂和基本頂的運動，直接頂在基本頂的作用下，不斷的冒落、充實。隨著工作面的不斷推進距離的增大，采空區逐步被充實，基本頂也相對的穩定下來。

表面位移觀測分析原因：頂板在錨桿、錨帶、和木支柱的共同作用下，形成一個共同支護體，加之頂板比較完整，故頂板下沉量不大。頂板受力后，把力傳遞到煤壁和底板上，由于煤壁的下幫錨桿支護較好，錨桿充分發揮了作用，壓力傳遞由底板（無支護）釋放出，出現底鼓偏大現象，加之上幫采用木支柱支護及壘砌矸石袋作為矸石墻體，受采空區壓力影響，上幫因矸石帶的可縮量大，故頂板下沉量大，上幫移近量大于下幫移近量，上幫矸石墻對于頂板雖然有一定的支撐和穩定作用，但是矸石墻壘砌質量的好壞對圍巖變形有直接關系。

三、經濟效益分析

為了能進一步降低巷旁支護成本，并有利環境保護，通過對十三層煤采煤工作面矸石以及附近采區準備巷道矸石調查分析，我們提出了“就地取材、環保增效”的選材指導思想，決定采用工作面夾矸、底板浮矸作為巷旁支護材料，由于浮矸塊度小，甚至還有煤泥等碎末夾雜，無法承載，因此，決定將其裝入編制袋，然后再按設計寬度壘砌巷旁充填體，這樣既減少了矸石的外排量，節省了排矸費用以及矸石占地，有利于環保，同時由于碎矸石及煤泥等材料經袋裝后堆壘，有一定的承載能力，能夠滿足造巷頂板變形的需要，是一舉多得。通過沿空留巷技術目的是減少巷道掘進量，減少了煤損，改善礦井采掘接替的緊張局面，利于提高煤炭資源的回收率，更重要的是，緩解了采掘接續緊張局面。

四、結論

矸石帶巷旁支護的優點節省支護材料、穩定性較好；缺點是矸石墻的可縮量大、前期支護阻力小、構筑矸石帶的勞動強度大。

所留巷道能夠滿足行人、運輸、通風的要求，支護技術合理，安全可靠，即提高了煤炭回收率，又取得沿空留巷成功。

沿空留巷留巷時間對支護形式的選擇、支護參數的選擇影響非常大。工作面沿空留巷技術方面取得了重大突破，實現了不留煤柱連續回采，提高了煤炭回收率，在同類生產工藝下有一定的推廣應用價值。

作者簡介：蘇相賓，工程師，1976年5月生，1996年畢業山東泰安煤校采礦專業，一直從事于采礦管理工作。