大采高沿空留巷在沙曲矿的应用

岳勤勤

摘要：本文将对不同类型、不同规格的顶板压力进行系统的分析，有针对性的选择支护的方式、方法，以此来加强沿空留巷的支护和管理工作，保障工程的顺利进行，并且为整个行业的发展提供一个良好的模式。

关键词：沿空留巷， 直接顶， 老顶， 压力， 瓦斯

一、导言

在我国的采煤工作中，经常会遇到这样一个问题，在回采的过程中，由于瓦斯的影响，使得回采工作遇到一定的难度，尤其是在像沙曲矿这样的高瓦斯矿井，上隅角瓦斯治理显得尤为困难，回采工作更是难上加难，无法正常开展，需要技术的应用。为此，我们将会采用风巷Y型通风沿空留巷的办法治理上隅角的瓦斯实现安全回采工作，这样不但可以实现无煤柱开采开采更多的煤炭资源，而且还会节约很大一笔巷道改造的费用，可谓是一举数得的好方法。在接下来的文章中，笔者将着重探讨大采高采煤工作面Y型通风沿空留巷回采技术。首先，我们来看看沿空留巷内煤层顶板的分类情况。

二、沿空留巷内煤层顶板分类

风巷沿空留巷采煤技术的重点和难点在于要很好地解决和处理留巷中的支护和瓦斯管理问题，这个在很多煤矿看来，均是一个较为难解决的问题，以笔者在多年来的工作中的经验，首先，瓦斯管理要解决的是留巷中的通风断面问题，为此，要做好留巷沿空的支护工作，要选择一个很好地科学的支护方式，取得良好的支护效果。我们只有对留巷内煤层顶板进行大量的分析和研究，才能有针对性地选择合理的支护方式跟支护所要运用的材料，才能取得我们预期所要取得的效果，并且进一步满足工作面通风、行人、运输材料的多方面要求。

三、两种类型顶板压力显现分析

3.1破碎顶板压力显现分析

直接顶破碎的煤层，我们在进行回采或者是掘进时，由于暴露时间的增长和范围的不断扩大，顶板会慢慢地发生断裂、下滑甚至是脱落。从目前我国的大多数煤矿一般认为，破碎顶板巷道支撑的支架上覆岩层的应力应该是均匀地分布在巷道的顶梁柱上的。它的压力主要还是由直接顶冒落高度、支架间的距离和巷道的宽度所决定的。

3.2坚硬顶板压力显现分析

对于那些直接顶完整型和直接顶坚硬型的煤层来说，顶板如果暴露一定的范围，他不会马上冒落，还会在存在一定的时间，起到一定的保护和支柱作用，此时的顶板容易出现悬臂的状态。据此，我们可以得出一个结论，就是直接顶作用在支架上的压力主要受直接顶厚度、悬顶宽度、支架伺距的影响，当顶板厚度和支架间距一定时，压力的大小就取决于悬顶宽度。

四、沿空留巷的作业工序

沿空留巷是通过混凝土充填泵泵送充填材料至工作面留巷处，留设充填墙体隔离采空区并与原巷内支护共同承载形成巷道系统，因此充填墙体的留巷必须连续可靠。

它的大致流程如下：材料运输、移架、架后支护、清理→铺设钢筋→机械立模→搅拌输送→充填→清洗泵、管路。

具体为：1、清理、支模：将机头充填模板支架拉移后，管理好巷道顶板，然后清理巷道底板虚矸至实茬，拉移架后机械模板框，根据架后高度调整充填模板至合适高度。

2、铺设钢筋：严格按照规定要求在机械模架内布设钢筋骨架与金属网片，并用铁丝将各钢筋接头连接牢固可靠。

3、搅拌输送：检查确定混凝土充填泵工作状况正常，管路畅通后，即可进行材料的搅拌输送。进料要均匀连续，要严格控制配水的水灰比，进水管要安装压力表，保证供水均压，水量均衡。掌握设备的工作压力，防止管路阻塞。

4、充填清洗、拆模：高添量粉煤灰膏体混凝土材料进入留巷充填模，要观察材料的平流堆积状况，材料要充满充填模并接顶充分。充填工作完成后，要及时放专用清洗球用清水清洗充填管道及泵，原则上清洗管道污水要通过留巷内设置的水仓排出留巷内，不能对工作面及留巷产生影响。充填后拆模前动态观测充填体的强度和矿压显现，发现问题及时处理。

五、沿空留巷支护方式和支护材料的选择

分析完了施工的大致流程后，我们可以从这些流程中学会如何解发现和解决问题，下面我们将详细探究解决的方式和方法。

5.1巷道断面及支护形式

胶带巷为矩形断面，锚、网、索、W钢带联合支护。全宽4.2m，净宽4.0m，全高3.9m，净高3.8m。

5.2补强支护

（1）顶板加强。顶板采用锚索梁补强的方式，形成“4-3-4-3”的锚索布置。钢绞线规格为Ф22×6300mm，配合大托盘并压平钢板施工。

平钢板的规格为长×宽×厚=2500mm×350mm×12mm，每块钢板布置三个长圆孔，孔中心距1000mm。

大托盘规格为300mm×300mm×12mm。形成“3”的锚索采用“一梁三锚”的形式，间距1000mm，排距800mm；形成“4”的锚索采用“一梁三锚+一单体锚索”的形式，间距1000mm，排距800mm，单体锚索配300mm×300mm×12mm、150mm×150mm×12mm大小两块托盘施工，垂直顶板钻眼，眼孔深度6000mm，每孔采用三卷Z2455树脂药卷加长锚固。锚索预紧力不低于90kN，锚固力不低于200kN。具体支护参数见图4—1。

（2）非回采帮加强。非回采帮采用Ф22×2000mm螺纹钢锚杆配合3.2m×5mm五眼的“W5”钢带、200mm×200mm×12mm托盘及5×1.0m菱形金属网联合支护，金属网长边相互搭接0.1m，短边与原巷顶板金属网搭接0.1m，每隔0.2m用14#双股铁丝系一扣，每扣扭结不少于3圈。W钢带垂直顶底板，锚杆间距为0.75m，排距为0.8m，距顶板300mm处布置最上部的一根螺纹钢锚杆。每根锚杆使用Z2455树脂药卷各两根进行锚固，锚杆初始扭矩为150—200N·M，最终扭矩为250—300N·M。具体支护参数见图4-1。

（3）胶带巷的补强加固支护工作必须超前回采工作面200m完成，以完全避开采动影响区。

5.3坚硬顶板风巷沿空留巷支护方式选择护，防止放炮时崩倒木棚

木棚要架设在底板较为坚硬的土质上面，对于坚硬顶板煤层，风巷沿空留巷支架主要受煤上，严禁架设在浮煤或浮矸上，木棚要正规迎山悬顶宽度和采高影响。巷道上帮由于受煤体的支有劲，严禁出现空帮、空顶、空肩、淋肩现象。折损的撑，压力较小，而下帮的压力要远大于上帮，是支护木料要及时更换，要设专人维护巷道，保持巷道支护的重点。因此，应选择架设“一梁三注”梯形木棚，效完好、畅通。果较好。如果悬顶范围较大，应在留巷下帮悬顶处，沿巷边每隔3—5 m增设木垛，或加打密积木点柱，起到加强支护、切顶、抵御冒落大块矸石冲击作用。

5.3移架

5.3.1为保证割煤后充填段顶板完整，需要提前在机头进行扩帮补强支护。

5.3.2充填支架向前移五个步距（大约3.0m）后，在留巷处采用三排戴帽点柱支护顶板，3.8m（或4.5m）单体液压支柱为腿，距充填墙体0.2m支设一排，距墙体帮1.0m支设一排，胶带巷煤柱帮一排延伸至留巷内。

5.3.3机头充填支架每移五个步距（3.0m），充填一次；如遇顶板破碎段，视现场顶板情况可采取四个、三个步距或两个步距充填一次。

5.3.4调整机头模板支架时，由专人指挥，支架周围5m范围内禁止人员进行无关操作，支架拉移到位后，确定支架稳定可靠后，方可允许人员进入5m范围内进行其他作业。

六、小结

该技术现运用于沙曲矿，其24207大采高工作面采用上述方法，风巷成功沿空留巷600 m，回收煤炭资源16.5万t。这样之后，不仅仅节约了改造巷道的一大笔费用，还可以节约材料的投入，另外，还可以使得煤炭资源得到回收利用，这在一定程度上就减轻了工作紧张，接替麻烦的局面。这个技术目前已经日趋完善，在以后的应用中必将发挥出更大的作用，为煤炭开采区的经济发展创造更大、更多的经济效益。

参考文献

[1]王正武.大采高工作面风巷沿空留巷采煤技术[J].煤炭技术.2005,24（4）

[2]李增田、李树军. 大采高工作面下巷沿空留巷實践[J].煤炭技术.2003,22（1）

[3]沙曲矿24207综采工作面作业规程