安陽鑫龍煤業公司回采工作面巷道布置位置研究分析與應用

向昌南+向國棟

摘 要：根據鑫龍公司礦井不同條件下回采工作面巷道不同的布置方式所積累是施工經驗來看，不留設煤柱沿空掘巷效果要好于留設煤柱布置，留設煤柱布置回采巷道壓力大，巷道失修較多，巷道維護費用高，影響礦井的質量標準化及安全生產，而不留設煤柱布置回采巷道雖有壓力，一般壓力不大，巷道沒有較大的破壞，個別地方通過簡單采取一些加固措施，能夠滿足生產要求。

關鍵詞：巷道；布置；煤柱；沿空掘巷；位置

中圖分類號：TD822.2 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）23-0162-02

1 緒論

煤礦井工開采，在回采工作面巷道位置布置上要求布置簡單，位置合理，用最少的巷道開掘和維護費用來形成生產系統。同時要煤炭損失少，采區回收率高，符合煤礦安全規程相關規定，并與機械化相適應，為工作面安全生產提高勞動生產率打下良好的基礎。因此對鑫龍公司回采巷道布置位置進行分析，選擇合理的布置方式進行應用是很有必要的。安陽鑫龍煤業公司是河南省重要煤炭生產基地之一，現有五對生產礦井，總設計生產能力200萬噸/年。鑫龍公司各礦條件不同、回采工作面巷道布置上實施了不同的布置方式?，F有留設區段煤柱、無煤柱區段巷道布置形式和沿空留巷布置形式，具體到各布置形式的使用條件，探討適合鑫龍公司不同礦井不同條件下不同的工作面巷道布置位置具有十分重要的意義。

2 鑫龍公司各礦巷道布置情況

鑫龍公司所屬各礦均為高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井，礦井條件不同，回采巷道布置方式也有所不同。主焦、紅嶺為高瓦斯礦井，煤層賦存穩定，煤層平均厚度5米以上，回采工藝為綜采放頂煤，回采巷道布置方式為沿煤層底板掘進，煤柱3-5米，但后期回采期間壓力大，巷道變形，維護費用高，事實上，留設煤柱對工作面防火的作用并不是很大。大眾、龍山、賀駝礦為煤與瓦斯突出礦井，煤層賦存也不一樣，厚度不一，工作面回采巷道布置也不同。大眾礦平均煤厚在4米左右，回采巷道布置一般采取沿頂板掘進，采取錨網索支護形式，上巷采取不留設煤柱沿空掘巷，U型鋼支護，從使用效果來看，效果良好。賀駝礦也存在自燃發火問題，在回采工作面布置上也實施了不留設煤柱沿空掘巷的布置方式，U型鋼支護，也取得了良好的支護效果。研究探討適合不同礦井、不同條件下的回采巷道布置位置，是有效地控制巷道變形，降低巷道失修率和生產成本，提高礦井經濟效益的必要途徑。

3 工作面回采巷道不同布置位置研究及分析

鑫龍公司各礦目前回采巷道位置布置方式有三種：留設煤柱布置，不留煤柱布置（沿空掘巷），沿空留巷。

3.1 留設煤柱布置

主焦礦22121工作面是22采區最后一個回采工作面，上部為22101采空區，下部為21141工作面采空區，22121工作面從2014年3月開始掘進，12月形成工作面，施工中后巷出現巷底鼓，支架變形，采取了加強支護措施，對下順槽實施了打錨桿補強支護及補打錨索梁支護，上順槽壓力更大，個別地段支架變形，巷道收斂，不能保證有效斷面，對巷道個別地段維修、臥底才保證了工作面安裝運輸路線。由于兩巷壓力大，巷道失修嚴重，不能保證有效的通風斷面，嚴重影響了安全生產和經濟效益。為此礦安排一個掘進隊一個圓班組始終服務采煤隊維護工作面上下兩巷，累計維修巷道約2000多米，尤其是上巷基本上等于維修了兩遍，維修費用達600多萬。分析22121工作面所造成的結果兩方面的原因。一是本身22121屬于孤島工作面，壓力大。二是設計不合理，不應采取留設煤柱設計，布置位置不合理，上巷留設5-6m，下巷留設8-9m，根據支撐壓力分布規律，支撐壓力影響范圍在一般在20m-40m左右，距采空區5-7米時壓力最大，上、下巷的位置正好在壓力集中的地方，這是造成巷道失修的主要原因。另外在支護強度上不足，孤島工作面支護應加強，仍然沿用了一般工作面的支護材料和支護參數。

3.2 無留設煤柱布置

大眾礦13011工作面是13采區首采回采工作面，上部為11011采空區，下部為未采動區，上巷沿11011采空區布置，不留煤柱，36U型鋼支護，棚距600mm，切眼采用工字鋼支護，棚距500mm。13011上巷自2014年10月份施工，至2015年10月份工作面回采結束，巷道支護基本完好，能滿足安全生產的需要，只是出現個別U型鋼腿有屈服現象，不存在大量維修巷道現象，為搞好礦井質量標準化工作及安全管理打下良好的基礎，且無煤柱回采，提高了采區回收率，取得的效益可觀。分析13011上巷取得的良好支護效果，主要原因是無留設煤柱布置巷道。根據支撐壓力分布規律，支撐壓力影響范圍在一般在20m-40m左右，壓力從采空區向前逐漸增大，5-7米時壓力最大，再向前壓力逐漸減小最后趨于平衡。上巷沿采空區布置，布置位置屬于“免壓帶”，此處的壓力比煤柱中的壓力小的多，使巷道壓力小，易維護。再者設計選擇支護強度高，36U型鋼、600mm棚距支護比29U型鋼支護強度高，基本上滿足支護要求。

賀駝礦1107工作面上部為11052采空區，下部為11092采空區，左為軌道下山保護煤柱，右為F12斷層保護煤柱。1107工作面從2015年5月開始掘進，2015年11月工作面形成，2016年月開始回采，預計2016年12月上旬回采結束。從現場使用效果和礦壓感觀測結果來看，上巷較下巷壓力比較明顯，下巷稍有壓力顯現但不明顯，支護強度基本能滿足要求，為了防止支架變形，進行了“一”字梁加固，。上巷壓力顯現明顯，個別支架棚腿屈服變形，也進行了“一字梁”加固后，支架沒有較大變形，能夠滿足安全生產的需要。分析1107上下巷布置位置，巷道沒有大的變形，經過加固補強能夠滿足生產使用的需要，但上下巷支護總體效果看，下巷好于上巷，上巷壓力大于下巷。根據支撐壓力分布規律，支撐壓力影響范圍在一般在20m-40m左右，壓力從采空區向前逐漸增大，5-7米時壓力最大，再向前壓力逐漸減小最后趨于平衡。下巷沿采空區布置，布置位置屬于“免壓帶”，此處的壓力比煤柱中的壓力小的多，使巷道壓力小，易維護。因此下巷沿空掘巷就壓力小些，壓力顯現不是那么強。而上巷留設凈煤柱5米，布置于壓力最大位置，因此壓力較明顯?？雌饋砜傮w布置效果是沿空掘巷，不留設煤柱。

3.3 沿空留巷

大眾礦13031工作面上部為13011采空區，下部為未采動區，13011下順槽自回采開始實施沿空留巷至2016年10月上旬回采結束，共計留巷670米（20米工字鋼、60米U型鋼，590米錨網），從預留效果及觀測效果來看，效果較好，預留巷道相當一部分完好，巷道斷面收縮不大，只需少加擴修便能滿足13031上巷的設計要求。個別地段收斂較多，巷道只有1米多高，寬度只剩兩米多，維修時拉底、擴幫量較多?，F里段160米巷道經過維修已投入使用。沿空留巷雖需要進行二次維修，但維修費用遠遠低于掘進費用，維修不需象正常掘進時實施抽采效果評價及“四位一體”防突措施，降低了掘進率，節省了大量時間，緩解了采掘接替，提高了經濟效益。如不實施沿空留巷，工作面脫節半年。因此在煤層相對不厚沿頂板掘進的的巷道實施沿空留巷是很有必要的，效益是很可觀的。

4 巷道布置位置的應用效果

根據鑫龍公司礦井不同條件下回采工作面巷道不同的布置方式所積累是施工經驗來看，不留設煤柱沿空掘巷效果要好于留設煤柱布置，留設煤柱布置回采巷道壓力大，巷道失修較多，巷道維護費用高，影響礦井的質量標準化及安全生產，而不留設煤柱布置回采巷道雖有壓力，一般壓力不大，巷道沒有較大的破壞，個別地方通過簡單采取一些加固措施，能夠滿足生產要求。對礦井來說降低了巷道了失修率，每年節約了大量的巷道維修費用，降低了生產成本，提高了經濟效益，應用范圍較廣，不同厚度的煤層都可采用這種布置方式。沿空留巷能夠緩解采掘接替，改善巷道維護，降低掘進率，提高回采率，對于避免因煤柱和丟煤等引起的井下災害有明顯的效果。特別是對于突出礦井實行順序回采，實施沿空留巷效果更為明顯。

5 結語

鑫龍公司根據所屬礦井不同的條件回采巷道采用不同的布置方式實踐應用結果來看，大力推廣實施回采巷道無煤柱布置方式對于降低巷道失修率和巷道維護費用，提高采區回收率及礦井經濟效益是回采巷道的首選布置方式。在突出礦井中回采巷道沿頂板掘進的采用沿空留巷布置方式是最佳的布置方式。今后在回采巷道布置中，鑫龍公司根據各礦不同的條件，回采巷道全面推廣應用無煤柱沿空掘巷和沿空留巷的布置方式。endprint