沿空留巷技术在牛儿庄矿的应用

文/郝永军

（作者系河北省邯郸市牛儿庄采矿有限公司矿长）

沿空留巷技术在牛儿庄矿得到广泛应用，此技术开创了“无煤柱开采”的先例，对提高煤炭回收率具有较强的现实意义。 牛儿庄矿在八盘区山青56803 工作面回采期间沿空留巷的工业性实践，对沿空留巷的巷道支护，尤其是留巷的巷旁支护提出了具体的技术方案；同时进行了矿压观测。 根据矿压显现和支护效果，分析了沿空留巷支护方式是科学、 合理的，同时提出了改进建议。

一、概况

1.工作面地质条件

56803 工 作 面 走 向 长764 ～806m， 平 均777m， 倾向长度134m， 煤厚1.4～1.7m， 平均1.5m。 倾角为8°，埋深429.7～475.5m，可采储量20 万t。

56803 工作面直接顶为厚度3.88m 的粉砂岩，节理发育。局部相变为石灰岩厚0.5m。老顶为厚度4.23m 细砂岩。 直接底为1.06m 粉砂岩，老底厚度为5.06m 石灰岩。

2.工作面生产技术条件

工作面采用走向长壁薄煤综采支架采煤工艺，一次采全高。 工作面采用ZY3000/09/19型两柱掩护式液压支架支护， 使用MG200/456-WD 型电牵引采煤机落煤， 选用SGZ730/264 型可弯曲刮板输送机运煤， 运输巷选用SQZ-730/75 型转载机和SDJ-1000/75 型胶带输送机连续运煤。 选用MRB-315/120 型乳化液泵向支架供液。

二、项目实施

1.沿空留巷及巷旁支护方式

56803 工作面沿空留巷， 留巷支护采取工字钢+锚索+槽钢带联合支护，巷旁支护采取料石墙+木点柱方式支护。

2.支护技术参数

工字钢选用2.6×2.4m，下净宽3.5m,净高2.0m，棚距0.7m。 巷道内采用三排单体液压支柱加强支护。

采用MH-100 型锚索，选用高强度低松弛钢绞线，其直径φ=15.24mm，长度7.0m。 配备OVM15-1 锚具，锚索孔径φ=28mm。 锚固方式采用端部锚固， 锚固剂采用CK2330 两卷、Z2360 一卷、Z2345 两卷，共计五卷由里向外排列。 锚固长度2.1m。 锚索支护超前工作面10m支设。

沿巷道走向布置两排锚索， 排距1.6m，每排锚索间距2.2m。

锚索钢带选用20# 槽钢（2.0m 长），每排锚索临近两根锚索的外露钢绞线之间使用槽钢带连接。 钢带外用300×300×20mm（长×宽×厚）的钢板作为托板，最外端使用专用锁具锁紧钢绞线（作为一组锚索）。

锚索支设角度：靠近采空区侧锚索垂直顶板支设，允许向巷道中心斜5°～10°，不许向采空区侧倾斜。 另一侧锚索向下帮倾斜，与水平呈60°～75°夹角。 沿巷道走向方向上，垂直顶板支设。

巷旁支护的料石墙采用2# 粗料石配合砂浆砌筑， 墙体建在靠近工作面侧的煤层顶底板之间的空间处，料石墙距留巷的下帮侧3.8m。墙体横断面规格为：上宽1.0m，下宽1.2m，高度1.5～1.8m。

料石墙砌筑与工作面切顶线的滞后距离为0～1.0m。

在工字钢棚梁与料石墙之间支设直径不小于16cm 的优质圆木点柱，进行加强加固，柱距0.7m。

三、沿空留巷矿压显现

为检验沿空留巷效果， 在留设的巷道内每隔40m 设置一个观测点，每个测点分别对巷道顶板离层量、两帮及顶底板相对移近量进行观测。

截止到工作面回采结束， 保留后的巷道净规格： 工字钢棚下净宽3.1～3.3m， 净高1.8～1.63m，平均1.7m。顶底板移近量为200～370mm。矿压主要显现为：底板鼓起，顶板基本完好，局部顶板破碎、掉渣，工字钢棚梁个别出现弯曲，个别锚索钢绞线断裂，部分棚腿弯曲变形，料石墙体有四处地段出现开裂或破碎， 其中距切眼32m 处料石墙体出现严重破碎 （长度2.3m），靠近料石墙体的一排木点柱有1/4 出现折断。两帮相对移近量为400～190mm。 顶板离层量18～34mm。

四、经济和社会效益分析

1.经济效益

（1）回采经济效益。 截止到回采结束，历时共计11 个月，56803 工作面共生产原煤21.86万t， 原煤产值10932.186 万元， 实现经济效益3827.7 万元。

（2）沿空留巷增加煤炭收入经济效益。 如果采取沿空送巷， 新掘巷道留设煤柱按5m 计算，沿空留巷可多回收煤炭16380 吨， 增加收入286.8 万元。

（3）掘巷与留巷费用比较。 工作面正常掘进巷道综合成本4000 元/m 左右，沿空留巷综合成本2200 元/m， 下区段运料道工程量约1560m，因此可节约费用280.4 万元。

（4）赢得时间增加产煤效益。 56803 工作面上下顺槽留巷， 上下区段各少掘进一条巷道780m。 一条巷道掘进需要8 个月，按每月产煤4万吨计，可多生产煤炭32 万吨，则增加销售煤炭利润5603.2 万元。

创造经济总价值为9998.1 万元。

2.社会效益

牛儿庄矿八盘区山青工作面沿空留巷技术获得成功运用，不仅取得了良好的经济效益，并且取得了较好的社会效益。

（1） 获得了宝贵经验。 该项目在牛儿庄矿56803 工作面成功试验了沿空留巷技术，提出了分阶段让控耦合留巷设计理念， 设计了巷旁砌筑梯形料石墙，巷内工字钢支护+顶板斜拉组合锚索+联合支护，关键地段单体柱加强支护的主动与被动相耦合的支护设计方案， 较好地控制了留巷在回采期间的变形破坏。 当前峰峰集团沿空留巷技术应用较少， 巷道围岩控制机理研究欠缺， 该研究成果为整个峰峰矿区类似条件下实施沿空留巷技术， 提供了理论依据和借鉴经验。

（2） 缓解采掘接续矛盾， 延长矿井服务年限。 沿空留巷技术在牛儿庄矿的成功应用，解决了长期困扰牛儿庄矿的煤炭生产接续紧张的局面，保证了矿井正常生产，实现了矿井的稳产高效，同时最大限度回收了有限的煤炭资源，可以延长类似牛儿庄矿衰老矿井的服务年限。

（3）安全生产。 在56803 工作面及上下区段的回采期间， 由于安全技术措施到位， 管理严格，自始至终没有发生一例重伤事故，实现了安全生产。