康保矿业公司张纪井31503下顺槽沿空留巷技术应用

罗英明

摘要：康保矿业公司为了提高巷道利用率、增加资源回收率及降低生产成本，从根本上缓解采掘紧张的局面，31503综采工作面下顺槽采用沿空留巷技术保留巷道作为31505综采工作面的上顺槽。

关键词：综采工作面沿空留巷技术应用

1、概述

康保矿业公司为冀中能源张家口矿业集团子公司，原为地方国有煤矿，张矿集团2004年6月购并，成为省属国有企业。张纪井位于康保县张纪镇境内，交通便利。张纪井浅部为长焰煤，深部为气煤，低位发热量5000大卡以上，含硫0.5%以下。长焰煤可作动力、气化用煤和民用煤，气煤可用于炼焦配煤。

31503采面下顺槽沿空留巷的目的是为了加快31505综采工作面的装面工作，实现无煤柱开采、增加资源回收、降低生产成本、提高掘进效率、缩短工作面衔接周期，从根本上缓解张纪井采掘衔接紧张的局面。31503采面下顺槽沿空留巷的总长度为500m。

2、巷道断面

31503采面下顺槽的净断面规格为净宽×净高=4.0m×2.6m；为保证沿空留巷后的断面尺寸能够满足31505采面的通风、行人、运输等安全生产需要，同时预留出巷道变形的基本要求，因此沿空留巷的断面尺寸定为净宽×净高=3.0m×2.5m。

3、沿空留巷支护设计的理论依据及支护原则

3.1 沿空留巷的围岩变形分析

沿空留巷和回采面均位于采空区边界和煤体的交界处，其一侧受到煤壁和支护系统的支撑，导致顶板倾斜下沉，表明沿空留巷和回采面具有一些相同的围岩变形和支护载荷特征。巷道上方裂隙带岩层取得平衡之前的强烈倾斜下沉是影响沿空留巷巷道变形的决定因素，一方面这种不可控制的倾斜下沉决定了沿空留巷变形量的大小，另一方面正是由于这种变形使得巷道上方的裂隙岩块间彼此旋转一个角度，产生较大的水平推力，进而增大了岩块间的平衡力。巷道支护的主要作用是维持其上方易落带岩层的平衡和稳定。

3.2 沿空留巷围岩变形的构成

沿空留巷的总变形量主要由围岩变形三部分构成：一是老顶裂隙梁的弯曲下沉量；二是直接顶岩层破碎下沉后的离层高度；三是底板鼓起高度。在足够的支护阻力下，直接顶离层引起的下沉量是很小的，此时围岩变形中顶板下沉部分主要由老顶弯曲下沉引起。巷道底鼓是由于底板在高应力作用下发生塑性变形或破坏，从而向自由空间发生移动的结果。

3.3 沿空留巷的支护原则

依据以上分析其支护原则为：刚柔并济、合理让压、预留变形、实时支护。决定采用锚索梁配合密集木支柱、单体液压支柱作为沿空留巷的支护方式。

3.4 沿空留巷施工工艺

沿空留巷的施工工艺分为三部分：留巷前期巷道顶板锚索梁加固、密集切顶留巷、留巷后期维护。

4、支护方式

采用锚索梁以及密集木支柱、单体液压支柱作为沿空留巷的支护方式，其中密集的主要作用是能够控制沿空留巷的动压变形，锚索梁加固是沿空留巷后期主要支护作用，形成并保持悬臂梁的稳定，单体液压支柱配合金属铰接顶梁是对巷道进行加强支护。

4.1 锚索梁支护

共打设两排锚索梁，锚索长度选择应能深入基本顶至少1米，长度选为6.5米。第一排锚索梁打设在采空区侧距离巷道中心线1500mm处，距离巷道上帮的间距为500mm，起到一个支撑顶板和阻挡木点柱的作用；第二排锚索梁打在采空区侧距巷道中心线200mm，两排锚索梁的排距为1300mm，第二排锚索梁是利用锚索的悬吊原理使巷道顶板具有主动支护顶板的作用。

4.2 密集支护设计

巷道基本支护应控制直接顶并使其与老顶贴紧，因此支护强度至少应当平衡直接顶的岩重，还能克服受到的工作面动压影响。为此采用密集做为柔性支护，不仅能对围岩向巷道内变形和移动产生一定的阻力，且木质材料本身又具有某种程度的变形能力，可以保证支护具有与围岩移近量相适应的可缩量，提高巷道支护的质量。所以在采空区侧锚索梁的内侧打设两排密集木点柱进行支护，打设密集木点柱时下要穿柱鞋上要背楔，在打木点柱时顶部必须使用木楔背紧打牢，防止被老空区滚落的煤矸打倒。

4.3 单体液压支护

单体液压支柱配金属铰接顶梁加强巷道顶板的支护，首先顺着巷道方向打两排单体支柱，两排单体柱的间距为1100mm；第一排单体柱打在采空区侧距离巷道中心线为1000mm，相邻单体支柱的柱距为500mm；第二排单体支柱打在中线的另外一侧距离巷道中心线100mm。第一排单体支柱的柱距为500mm，第二排单体支柱的柱距为1000mm。

4.4 堆砌黄土墙

为了防止向采空区漏风，决定采取用水泥袋装入黄土砌墙的方法进行封堵，同时要求选用无大块、粘结度较好的黄土。黄土袋的填放位置在外面一排木点柱与单体支柱之间，使用黄土袋堆砌土墙时要保证袋与袋之间错落有致，并且在层与层之间撒上一些黄土来加大密封性。

5、结语

张纪井31505工作面已回采完毕，通过对31503工作面下顺槽沿空留巷技术的应用检验，沿空留巷技术不但可提高煤炭回收率、巷道利用率及节约煤炭生产成本，还能解决矿井的采掘接替紧张问题。但沿空留巷对直接顶及底板岩性有一定的要求，同时还应注意做好防止采空区漏风及防灭火工作。