沿空留巷技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用研究

（汾西礦業(yè)集團(tuán)曙光煤礦 山西 032300）

煤礦開采作業(yè)比較特殊，所以需要確保作業(yè)的效率及安全問題，如果為不穩(wěn)定礦井、開采環(huán)境不良，則需要獲得沿空留巷技術(shù)的支持，同時(shí)制定相應(yīng)的沿空留巷技術(shù)方案、合理使用支護(hù)措施、做好安全事故防范工作、加強(qiáng)煤礦開采等，進(jìn)而切實(shí)提高煤礦開采效率，確保工作人員的生命安全。

1.沿空留巷技術(shù)的相關(guān)概述

煤礦開采中應(yīng)用的沿空留巷技術(shù)，為新型可滿足現(xiàn)代工作相關(guān)需要的技術(shù)手段，絕大多數(shù)煤礦均使用這一技術(shù)實(shí)行開采作業(yè)，該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的過程需提前預(yù)留沿采空區(qū)的范圍，在空白區(qū)域提前預(yù)留巷道，以便順著邊沿巷道進(jìn)到采空區(qū)，邊沿巷道位置回采巷道四周運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)處理。如此一來，不但能加強(qiáng)對煤柱的保護(hù)，提前預(yù)留區(qū)域支護(hù)開采巷道，而且可以為正常施行施工作業(yè)、節(jié)省開采資源奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[1]。由此可見，沿空留巷技術(shù)應(yīng)用于煤礦開采中的價(jià)值較高，有助于加強(qiáng)開采能力、彌補(bǔ)實(shí)際應(yīng)用時(shí)存在的不足。

2.煤礦開采中應(yīng)用沿空留巷技術(shù)現(xiàn)狀研究

(1)砌墻支護(hù)效果問題

煤礦開采期間礦井隔離時(shí)，因煤矸石堆積方法不當(dāng)、支架數(shù)量非常多，因而致使較多煤礦企業(yè)使用預(yù)制塊砌城墻的方式支護(hù)，使用該種方法在補(bǔ)救煤矸石堆積、大數(shù)量支護(hù)方面不足問題的處理效果尚可，但以煤礦企業(yè)遠(yuǎn)期角度分析效果并不理想。此外，砌墻支護(hù)無法很好的將隔離墻、頂板融合，故而不能提高支護(hù)的整體效果。

(2)支架技術(shù)應(yīng)用效果問題

當(dāng)前，較多煤礦開采產(chǎn)業(yè)初期應(yīng)用支架保護(hù)技術(shù)，提高井下巷道的牢固性、穩(wěn)固性及開采作業(yè)安全。但聯(lián)系實(shí)際狀況來看，該項(xiàng)技術(shù)在淺礦井中運(yùn)用效果較佳，在深一些礦井中使用支架承受能力加強(qiáng)，并且無法確保穩(wěn)固的效果。除此之外，大型礦井于井下巷道安裝多個(gè)支架，這時(shí)必然會(huì)加大施工的難度，在礦井開采中埋下安全隱患，使用一般支架技術(shù)作業(yè)會(huì)逐漸暴露出一些問題，不能達(dá)到現(xiàn)代生產(chǎn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[2]。

(3)巷幫充填支護(hù)效果問題

煤礦開采階段，會(huì)使用到巷幫充填支護(hù)技術(shù)處理，這一支護(hù)法應(yīng)用的過程沿空留巷頂板受壓不能保持統(tǒng)一且承受力較大，生產(chǎn)時(shí)應(yīng)用材料強(qiáng)度不足，而這也是無法滿足巷道支護(hù)要求、確保生產(chǎn)安全及煤礦開采效率等的基本原因。

(4)煤矸石堆法開采效果問題

煤礦開采的過程中應(yīng)該及時(shí)清理煤矸石，究其原因和煤矸石堆積、煤矸石存放，直接關(guān)系到正常開采作業(yè)存在聯(lián)系[3]。需要注意的是，一般煤矸石堆積方便、應(yīng)用時(shí)間較短，礦井實(shí)際作業(yè)時(shí)不能確保煤矸石固定于具體部位，因而煤礦開采作業(yè)期間會(huì)產(chǎn)生降低狀況，趨于該種狀態(tài)下則不能保障生產(chǎn)安全、開采速度方面情況。盡管采用了較多煤矸石堆積方法處理，然而生產(chǎn)時(shí)仍然會(huì)浪費(fèi)過多資源，因而在不同程度上對煤礦事業(yè)發(fā)展造成嚴(yán)重威脅。

3.煤礦開采中應(yīng)用沿空留巷技術(shù)作業(yè)的完善舉措探討

(1)構(gòu)建沿空留巷技術(shù)方案

煤礦資源地理位置有一定差異，實(shí)際開采中礦井深度、受壓力均存在區(qū)別，因而沿空留巷技術(shù)應(yīng)用時(shí)要求相關(guān)工作人員做好計(jì)算工作、研究工作，聯(lián)系具體狀況加以論證后，作以技術(shù)方面的應(yīng)用、推廣。

(2)合理應(yīng)用支護(hù)措施保障支護(hù)效果

通過支護(hù)措施處理，可以確保煤礦開采的安全問題，建議在煤礦開采時(shí)合理運(yùn)用沿空留巷技術(shù)處理，以此確保整體支護(hù)效果。要求提前實(shí)行支護(hù)作業(yè)，使用支護(hù)技術(shù)處理的過程頂板、石墻聯(lián)系的時(shí)候，比較容易產(chǎn)生問題，這對支護(hù)工作的正常施行會(huì)構(gòu)成一定阻滯。因而，沿空巷道支護(hù)作業(yè)期間可應(yīng)用抗破壞能力較強(qiáng)螺紋錨桿預(yù)先支護(hù)，旨在有效處理混凝土石墻、礦井頂板連接問題。應(yīng)用鋼棚/其他支護(hù)材料支護(hù)作業(yè)后，在前移采煤工作面預(yù)先支護(hù)，目的為有效避免發(fā)生頂板下降所致巷道空間不足問題，然后通過加大頂板支護(hù)強(qiáng)度、在礦井混凝土石墻澆筑前預(yù)留一定區(qū)域方式處理，使用混凝土石墻、金屬網(wǎng)加固巷道支護(hù)作業(yè)，借助梯形棚提高整體支護(hù)效果。此外，采取錨網(wǎng)支護(hù)方式也能夠達(dá)到頂板支護(hù)加固的效果。

(3)認(rèn)真做好安全事故防范工作

煤礦開采作業(yè)期間煤層會(huì)釋放較多瓦斯氣體，瓦斯爆炸的危險(xiǎn)系數(shù)較高，關(guān)系到工作人員安全問題，所以需加強(qiáng)安全管理、有效防范瓦斯爆炸安全事故的發(fā)生，如果發(fā)生安全事故也可以在第一時(shí)間選擇對應(yīng)對策處理問題。與此同時(shí)，要求相關(guān)管理人員定時(shí)對瓦斯、煤炭數(shù)據(jù)檢測，構(gòu)建相應(yīng)的煤礦通風(fēng)機(jī)制，實(shí)行通風(fēng)防止產(chǎn)生串聯(lián)通風(fēng)狀況[4]。要求管理人員遵循相關(guān)要求落實(shí)各項(xiàng)工作，定期進(jìn)行煤層瓦斯地質(zhì)檢測、分析方面工作，充分了解瓦斯分散狀況，將煤礦開采、瓦斯預(yù)防作以合理區(qū)分、管理，通過不同的預(yù)防對策防止開采中產(chǎn)生瓦斯爆炸問題。進(jìn)行通風(fēng)該系統(tǒng)管理同樣極其關(guān)鍵，澆筑礦井巷道時(shí)遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)安裝通風(fēng)系統(tǒng)，四周抽放鋼管距離設(shè)置為8m左右，將采空區(qū)、抽放瓦斯設(shè)備聯(lián)系起來，確保氣體流動(dòng)為通暢的狀態(tài)，及時(shí)排出煤層瓦斯、將瓦斯?jié)舛瓤刂圃谝?guī)定范圍。另外，通風(fēng)系統(tǒng)中通道、通風(fēng)管道將需合理設(shè)置按鈕，進(jìn)行瓦斯相關(guān)數(shù)據(jù)檢測的時(shí)候，關(guān)注到瓦斯?jié)舛茸兓岣呦嚓P(guān)工作人員安全意識、充分應(yīng)用并發(fā)揮出通風(fēng)安全技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

圖1 煤礦巷道通風(fēng)

(4)加大煤礦巷道開采力度

圖2 煤礦巷道開采

準(zhǔn)確了解頂板下沉程度、回采工作面支護(hù)應(yīng)用量，以便確保巷道整體承載水平，滿足混凝土柔韌性、堅(jiān)硬度方面需要，要求使用混凝土保證巷道承載力。除此之外，混凝土堅(jiān)硬程度、柔韌性，直接關(guān)系到穩(wěn)固效果，能夠?qū)γ旱V生產(chǎn)安全提供良好支持，建議選擇符合煤礦開采石墻結(jié)構(gòu)混凝土，聯(lián)系煤礦開采相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)合理調(diào)節(jié)混凝土石墻長度、深度，從而逐漸加深煤礦開采深度[5]。需要注意的是，混凝土石墻在各方位受力程度有所差異，尤其為石墻傾斜時(shí)壓強(qiáng)增加，石墻作用下需作以垂直監(jiān)管，建議借助木樁的作用達(dá)到撐開煤層、混凝土石墻空隙的目的，需要在煤層、石墻連接位置使用木樁支護(hù)，以此加強(qiáng)石墻支護(hù)方面能力，避免發(fā)生頂板下沉的現(xiàn)象。要求煤礦開采企業(yè)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要，定期引用先進(jìn)開采技術(shù)，編制沿空留巷技術(shù)方案，將通風(fēng)巷道設(shè)計(jì)、沿空留巷技術(shù)融合。使用沿空留巷技術(shù)過程考慮到煤炭開采區(qū)域、礦井內(nèi)部沿空巷道深度和長度，以及沿空巷道承壓能力、礦井沿空巷道內(nèi)部支護(hù)、礦井沿空巷道外部受力等多方面差異性，然后聯(lián)系具體需要編制沿空留巷技術(shù)計(jì)劃，使用沿空留巷技術(shù)運(yùn)算逐漸形成沿空留巷開采機(jī)制，為煤礦開采作業(yè)提供良好支持。

(5)實(shí)行頂板支護(hù)工作

若是頂板下沉則會(huì)占據(jù)較大巷道面積，所以需要正確看待這一問題，根據(jù)具體需要選擇適合的支護(hù)方式，進(jìn)行頂板支護(hù)防止產(chǎn)生下沉情況。澆筑礦井混凝土石墻前，預(yù)留一定空間并使用混凝土石墻、金屬網(wǎng)進(jìn)行頂板支護(hù)，將墻體澆筑厚度設(shè)置為1.2m左右。除此之外，通過梯形棚支護(hù)處理的時(shí)候，可通過混凝土澆筑，合理運(yùn)用錨索、錨網(wǎng)提高整體支護(hù)效果[6]。

(6)對預(yù)警系統(tǒng)加以完善

煤礦開采安全危險(xiǎn)性較大，主要體現(xiàn)在巷道穩(wěn)定性、瓦斯泄露風(fēng)險(xiǎn)率高方面，因此若是沒有及時(shí)針對性處理，則會(huì)埋下安全隱患。故而，要求在礦井設(shè)置預(yù)警系統(tǒng)檢測瓦斯?jié)舛龋绻麢z測瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，做好井下工作人員疏散工作、應(yīng)急處理工作，將造成的危害降到最低。同時(shí)，巷道澆筑前需認(rèn)真實(shí)行通風(fēng)設(shè)計(jì)工作，促使抽放瓦斯設(shè)備、采空區(qū)為連接的狀態(tài)，做好巷道通風(fēng)工作，進(jìn)而及時(shí)將泄漏瓦斯氣體排放出去[7]。

圖3 預(yù)警系統(tǒng)

4.結(jié)語

煤礦開采作業(yè)期間，使用沿空留巷技術(shù)能確保煤礦生產(chǎn)開采效率、安全，維護(hù)煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因而建議在煤礦開采中應(yīng)用沿空留巷技術(shù)處理，并且以不同的路徑出發(fā)，為煤礦開采作業(yè)提供良好支持，比如：優(yōu)化預(yù)警系統(tǒng)、加大煤礦巷道開采力度，以及安全事故防范對策的實(shí)施等，進(jìn)而有效促進(jìn)煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。