淺談高河煤礦綜放工作面沿空留巷技術

王 鵬，申海利，郜冬冬

（潞安集團高河能源有限公司綜采二隊 ，山西 長治 047100）

沿空留巷不僅是合理開采煤炭資源、提高煤炭資源回采率、減少巷道掘進量、緩解工作面采掘接替矛盾的重要技術手段，還對礦山選擇合理的開采方式、實現Y型通風、消除工作面積存瓦斯隱患等具有重要作用[1-3]。高河煤礦屬于高瓦斯礦井，開采方式以綜采放頂煤工藝為主，采煤施工造成瓦斯在工作面上隅角積聚，嚴重影響煤礦的安全生產，所以高河煤礦工作面一般采用兩進一回“Y”型通風方式，其中沿空留巷技術是實現“Y”型通風的重要技術方法，為高河煤礦的安全生產提供了重要保障。

1 研究區(qū)概況

E2305工作面位于高河井田東二盤區(qū)，北面為E2306工作面，南面臨E2303工作面采空區(qū)，西面接+450m水平北翼大巷，工作面開采3#煤層，平均煤厚6.5m，煤層埋深394.358-453.702m，煤層傾角為1-7°。該工作面位于高河背斜軸心區(qū)域，工作面整體向西傾斜，該背斜軸部平緩，根據掘進揭露情況，軸部地應力集中，會出現底鼓、嚴重片幫現象和裂隙強烈發(fā)育，易發(fā)生頂板事故。依據工作面瓦斯涌出量及地質條件，E2305工作面按兩進一回布置，即膠帶順槽、進風順槽進風，回風巷回風，見圖1。工作面采用走向長壁、后退式低位放頂煤一次采全高全部垮落式綜合機械化采煤法，為了加強工作面的通風管理，確保工作面正常回采，根據兩進一回通風布置方式，需要在進風順槽采空區(qū)段進行沿空留巷。

圖1 E2305工作面巷道布置圖

2 沿空留巷柔模打設支護技術頂板管理

E2305工作面沿空留巷段采用柔模混凝土墻支護，見圖2和圖3，混凝土初步配比為：1m3砼基料質量中膠凝材料（水泥）550kg，水 220kg，骨料（石子、砂子）800kg/765kg，添加劑1kg。柔模混凝土墻支護主要參數如下：

1）柔模混凝土模板為高強度柔模袋，沿采空區(qū)無縫連續(xù)澆筑。柔模袋規(guī)格為3000mm×1200mm×4200mm，柔模袋預留孔內穿好錨桿，錨桿兩頭上好鋼帶、托盤和螺栓，錨桿間排距800×900mm，錨桿規(guī)格Φ22mm×1350mm，鋼帶使用Φ14mm圓鋼，長1.7m，柔模混凝土墻距進風順槽外幫3.6m。

2）切頂擋矸設計：工作面190#支架至機尾段（共5架）頂板鋪設聯(lián)接10#雙層金屬經緯網，工作面割煤后緊跟支架尾梁沿采空區(qū)打設點柱。單體柱與圓木點柱間隔打設，單體柱中對中間距500mm，木點柱中對中間距500mm，按打一根單體柱打一根圓木順序操作；單體柱與圓木必須穿鞋戴帽，鞋板規(guī)格為250mm×250mm×40mm，帽的規(guī)格為 250mm×250mm×40mm；若采用以上方法，柔模打設空間無法保證時，可在割煤后緊跟排尾3#架尾梁沿采空區(qū)打設一梁兩柱圓木大板棚進行支護，棚距800mm，大板長度 1.0～1.5m。

3）待澆筑空間支護設計：臨時支護為一梁二柱單體柱道木抬棚，永久支護為柔模混凝土澆筑。

4）巷內臨時加強支護設計：在超前工作面60m和滯后工作面300m范圍內，采用“單體液壓支柱+π型梁”臨時加強支護，超前工作面30m支護范圍內為一梁（3.2m）三柱，30m-60m范圍為一梁（3.2m）二柱，沿空留巷為一梁（3.2m）三柱，單體柱π型梁棚棚距600mm。

圖2 沿空留巷斷面圖

圖3 沿空留巷支護平面示意圖

3 沿空留巷礦壓監(jiān)測

沿空留巷應備有一塊完好可靠的YHY60（D）型礦用數字壓力計，以用于隨時對單體柱工作阻力進行抽檢；同時在沿空留巷中每隔30m安裝一個表面位移測站，對沿空留巷巷道圍巖變形進行觀測。采用十字監(jiān)測法監(jiān)測圍巖收斂變形，沿空巷道位移監(jiān)測原理，見圖4，沿空留巷表面位移安裝好后即開始監(jiān)測。表示兩幫移近量，表示頂底板移近量，表示頂板下沉量，表示底鼓量，頂底板移近量采用頂板動態(tài)儀進行量測，兩幫移近量采用收斂計量測。

圖4 沿空留巷圍巖收斂監(jiān)測

E2305工作面可回采長度為700m，監(jiān)測主要以柔模表面為主，空留巷監(jiān)測頻率為每周一次，目前已經回采650m，通過巷道圍巖變形監(jiān)測分析：①沿空留巷圍巖最大變形值發(fā)生在柔模72#，距離工作面切眼距離-443m，移近量分別為兩幫569mm、頂底556mm；②巷道圍巖在72#柔模前的各個柔模移近量較平緩，而在72#柔模后，即距離工作面切眼-443m-0之間，柔模移近量基本呈現下降趨勢；③61#柔模至72#柔模間，以及96#柔模至104#柔模間，即距離工作面-473m至-443m以及距離工作面-353m至-323m，巷道兩幫移近量變化較大，分別為+128mm和-95mm；④巷道柔模包23#、30#、31#外幫煤墻鼓出，有網破現象，已經補網，沿空巷外幫500-600mm高有鼓出現象。

圖5 E2305工作面回采650m時沿空留巷巷道移近量

4 結論

對E2305工作面采區(qū)沿空留巷技術措施，保證了工作面回采的正常通風，并且沒有影響到工作面的正常回采速度，截至目前，工作面已經回采650m，雖然沿空留巷巷道圍巖發(fā)生了一定程度的變形，但是巷道移近量對巷道整體結構沒有造成大的影響，某些位置發(fā)生了一定的破網和巷道鼓出等現象，已經采取了相應的加固措施，E2305工作面沿空留巷技術滿足目前國內沿空留巷施工要求。