巷旁充填式沿空留巷在薄煤層機械化工作面中的應用

劉承文

摘要：沿空留巷技術是煤礦開采技術的一項重大改革，其能夠更好地實現無煤柱戶巷。這項技術具有很多優勢，主要表現在以下方面：開發煤炭資源，提高煤炭資源的采出率，延長礦井的服務年限，減少巷道掘進量、緩解采掘接替矛盾、取消孤島工作面及縮短搬家時間、防止發火等?；诖?，文章闡述了沿空留巷支護技術的概念，分析了沿空留巷支護技術的優勢，針對沿空留巷支護技術存在的問題，總結了相應的措施。

關鍵詞：巷旁充填式；薄煤層；機械化工作面

1、前言

我國煤礦企業目前積極倡導和推廣應用無煤柱沿空留巷開采技術，在煤礦企業實施過程中，有的成功，有的失敗，究其原因，大部分則為沒有掌握無煤柱沿空留巷開采技術的適用條件，就盲目組織施工，對沿空留巷前所施工的巷道沒有做充分的準備，對沿空留巷前巷道頂底板巖性、地質構造、周期來壓等沒有充分的考慮，加之沿空留巷支護強度承載能力不足導致變形、斷裂，無法修復，采空區漏風造成瓦斯等有害氣體涌出或采空區煤炭自燃而引起火災。這些因素是沿空留巷失敗的主要原因。

2 技術產生背景

我國薄煤層的儲量約占總儲量的20%，但其開采利用率很低，僅占全國總產量的10.4%；近年來，我國大部分煤礦隨著開采年限的增加，每年以10-20m的速度在向下延伸，下延速度快，開采難度增加；深部巖石力學行為特殊，賦存的環境差，治理難度大，工程量繁多，瓦斯的涌出量大，突出威脅急劇增大。如何才能在確保安全的情況下提高煤炭的利用率，減少煤炭損失、增加煤礦的效益；如何才能將危害人身安全的瓦斯得以利用；薄煤層沿空留巷Y型通風無煤柱煤與瓦斯共采技術就能很好的解決這一問題。采用Y型通風方式不僅解決了U型通風工作面上隅角瓦斯積聚超限的難題，也降低了工作面回風流中的瓦斯濃度，進而將少瓦斯事故的發生。

3 薄煤層群無煤柱沿空留巷開采技術的應用及其發展方向

薄煤層群無煤柱開采，首采關鍵卸壓層，沿首采面采空區邊緣快速機械化構筑高強支撐墻體將回采巷道保留下來。采用無煤柱連續開采，實現被保護層全面卸壓，經濟、社會、環境效益顯著。

3.1對緩（傾）斜、中斜煤層長壁式開采，關鍵是不斷改進采煤工藝，根本的出路在于推行機械化。要多層次地、因地制宜地應用和發展先進的、適用的機械化采煤技術。

發展綜合機械化采煤工藝是我國趕超世界先進水平的主要方面，目前，我國已奠定了堅實的基礎。今后要鞏固現有綜采的成果，擴大應用工作面全自動化控制技術，努力提高操作技術和管理水平，提高設備可靠性、設備利用率及工時利用率，提高工作面單產水平和經濟效益。同時，要研制困難條件下，如三硬、三軟、大傾角、大采高等條件下的綜采技術和裝備，擴大綜采的應用范圍。

采用采煤機落煤、裝煤，單體液壓支柱支護為主要特征的普采工藝在當前仍不失為一種較先進的技術。它具有投資較少、單產和效率較高、生產較安全等優點，對我國煤礦有廣泛的適應性，仍應繼續推廣和發展。

炮采工藝機械化水平低，人工勞動量大，但裝備少，投資少，靈活，對地質條件適應性強。在回收邊角煤柱，不規則工作面回采，難采煤層開采或地質構造復雜區域內開采時仍具有優勢，仍是我國地方小煤礦主要的采煤工藝方式。

3.2走向長壁采煤法技術簡單，應用成熟，具有廣泛的適應性，是我國開采緩（傾）斜、中斜煤層應用最廣的方法。要結合礦井煤層開采條件和采煤工藝的發展，改進巷道布置，優化采區系統和參數，為集中、穩產、高效、安全生產創造良好條件。

傾斜長壁采煤法生產系統簡單，工程量少，在傾角12度以下的煤層中應用，能取得良好的技術經濟效果，應大力推廣。

3.3近水平、緩（傾）斜、中斜厚煤層在我國煤礦生產中占有相當大的比重，合理地開采這類煤層可以采用不同的技術途徑。

傾斜分層下行垮落采煤法是比較成熟的采煤方法，已在不同礦井的各分層成功地實現了機械化、綜合機械化采煤，今后仍將較廣泛采用，并應進一步推廣和改進機械化采煤工藝，研究分層采高的控制、假頂材料的選擇，減少巖石巷道的掘進量，改進巷道布置。

我國已有多個礦井成功地采用了大采高綜采一次采全厚采煤法開采層厚3.5～5m的煤層，這種方法可以簡化巷道布置，減少巷道掘進和維護，節約假頂材料。在煤層傾角不大、煤層和頂底板巖性適宜的礦井，可以重點應用和推廣，并要繼續改進設備，完善工藝。

厚煤層放頂煤采煤法發展較快，是開采技術的新突破，在工作面采高不加大的情況下，可大大增加一次開采厚度。一般用于開采5m以上的厚煤層，有些礦區開采3.8m以上的厚煤層。該采煤方法可以簡化巷道布置，降低巷道掘進率，提高采煤工效，降低噸煤生產費用。要進一步研究提高煤炭采出率的途徑及防止自燃和瓦斯積聚等措施，保證工作面正常、安全生產。

4 采區巷道布置方式

4.1 支護方式

頂板采用7根Φ22mm×L2200mm無縱肋螺紋鋼式樹脂錨桿配"W"鋼帶（5800×280×3mm）及塑鋼網支護，7孔，間排距900×1000mm。以巷道中心線為基準左右各1m處雙排布置錨索，錨索間排距2000×3000mm。錨索規格為Φ17.8×L6200mm（鳥巢式）。眼孔為Φ32mm；錨索滯后迎頭不大于6m。錨索外露長度為150～200mm，外露端采用300×300×12mm鋼制方錨盤貼緊圍巖支護。兩幫各采用3根Φ22mm×L2200mm無縱肋螺紋鋼式樹脂錨桿，配兩頁"W"鋼帶（2200×280×3mm）、（1400×280×3mm）搭接支護，其中2.2m鋼帶與頂板肩窩錨桿搭接，1.4m鋼帶搭接至底板錨桿，間排距1000×1000mm，網采用塑鋼網，加長錨，錨固長度不低于700mm。在沿空幫順巷道走向按間距2000mm打設4m長錨索加桁架梁加強支護，桁架梁采用9#工字鋼制作，長2.4m，孔距2m。

4.2 質量要求

錨桿的錨固方式頂板及兩幫都實行加長錨，錨固長度≥700mm，預緊力不小于400N·m，巖石中的錨固力為130kN，煤層中的錨固力70kN。錨桿錨固力檢測時，達到設計值的90%為合格。錨桿的安設要垂直于巷壁，與巷壁夾角不小于75°，W鋼帶要緊貼巖面不松動，接觸面積≥80%，錨桿外露長度為3050mm，使前探梁的錨桿外露40～80mm，錨桿直徑與孔徑、錨固劑直徑要匹配，錨桿直徑與孔徑之差應保持在6～12mm范圍之內，孔徑與錨固劑直徑之差應保持在3～5mm范圍之內。兩幫錨桿配用W鋼帶（2200×280×3mm）、（1400×280×3mm），鋼帶要垂直于巷道走向，錨桿要成行成列布置，網采用塑鋼網，聯網采用打包帶每格必穿；網與網之間搭接一個格。

5、結束語

沿空留巷技術是煤礦開采技術的應用，可以降低噸煤成本，提高回采率，薄煤層群無煤柱開采技術的應用是我國現代煤礦今后發展的一個重要組成部分。

參考文獻

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（作者單位：江蘇省徐州市豐縣首羨鎮徐州李堂礦業有限公司）