“三软”煤层沿空留巷技术的应用

刘冬堂

（禹州神火隆源矿业有限公司，河南 禹州 461670）

隆源矿11采区11031工作面布置在11采区东翼，北部为11011工作面；南部为11051工作面；东部为矿井边界，11051工作面已经回采且由于当时接替困难工作面走向长度没有掘到位就布置工作面切眼，11051工作面东部剩余可采储量大约25万吨没有回采，11051南部属于12采区范围，布置了12采区运输大巷，以后无法从新布置新的工作面进行回采，现考虑对11031改造机巷进行沿空留巷的方法回采11051工作面东部剩余储量，同时也是本矿井回采巷道进行沿空留巷技术的应用的一个实验，应用证明，在“三软”煤层实施沿空留巷技术，具有较理想的效果。

1 沿空留巷试验设计

1.1 11031改造机巷条件

隆源矿11031工作面煤层厚度2.4～5.0m，平均 3.5m，煤层平均倾角 17°，煤层赋存结构简单，煤层直接顶多为泥岩，厚度5～7m，不稳定，易垮落；老顶为砂岩，距煤层顶板0～10m；底板多为泥岩或粉砂岩，厚度为5～6m，属典型“三软”不稳定煤层，巷道埋深为240m。

1.2 沿空留巷锚杆（索）支护参数设计

（1） 顶、帮锚杆参数：L=2.2m，φ=20mm，锚固力F=110kN。（2）锚索参数：L=7m，φ=18.5mm、锚索锚固力F=200kN。（3）树脂药卷长度：锚杆锚固长度L=0.6m，锚索锚固长度L≥1.5m。（4）锚杆（索）间距、排距：顶锚杆间排距0.7m×0.7mm，帮锚杆间排距0.7m×0.7m；锚索为五花布置，排距2.7m，间距1.7m。

1.3 沿空留巷支护设计

（1）顶板：锚杆+锚索+锚索+锚梁+金属网。（2）两帮：锚杆+工字钢+金属网+人工煤垛。（3）底板：不支护。

1.4 沿空留巷支护设计方案图（如图1所示）

图1 沿空留巷支护设计方案图

2 施工工艺

沿空留巷施工设计方案图（如图2所示）

图2 沿空留巷施工设计方案图

11031工作面由切眼回采，改造机巷开始沿空留巷，施工工艺如下：

（1）工作面改造机巷超支护距离20m，距采面煤壁10m范围内打“一梁三柱”双排走向π型钢梁棚（距下帮分别为0.4m，2.8m）维护，10m范围向外至20m打“一梁三柱”单排走向π型钢梁棚（距下帮2.8m）维护。点柱用DZ22-30/100单体液压支柱，梁用2.4mπ型钢梁，支柱穿鞋垫。（2）工作面机头超前棚在窜梁前，在靠近下出口四对八根π型钢梁内的电机老塘侧窜梁前套三排“一梁三柱”走向棚（柱用DZ22-30/100单体支柱，梁用2.4mπ型钢梁）护顶，支柱穿柱鞋，初撑力不低于50kN/柱。（3）工作面回采过程中，在机头超前棚窜梁后，在老塘侧距机巷下帮2.8m处沿走向每隔0.45m支设一棵2.2m工字钢点柱，并穿300mm×300mm×150mm的木鞋，顶端用木楔打紧，支柱迎山角严格按照6~8°迎1°的要求只设。（4）支设好点柱后，在距点柱顶端0.2m处的机巷下帮侧，沿走向架设“一梁三柱”走向棚加强支护。柱用DZ22-30/100单体支柱，梁用2.4mπ型钢梁，棚间不留间隙，支柱穿鞋，初撑力不低于50kN/柱。（5）架好棚后，在工作面机头老塘侧用塑料编织袋装碎煤，贴π型钢梁点柱沿走向砌1.0m宽的矸右带（煤垛），在矸石带与工字钢点柱间用1.2m×2m的塑编网背帮。（6）留巷段贴工字钢点柱的机巷上帮侧挑棚走向超过40m时，回撤尾部棚，改用木棚支护（柱用<30mm×2000mm的圆木，梁用2.4mπ型钢梁）。沿空留巷施工方案图（如图3所示）

3 技术应用的效果及前景

（1）经济效益：11031改造机巷沿空留巷技术的应用，缩短了巷道掘进时间，节约了劳动成本和材料成本。经分析计算，此工艺产生总经济效益约630万元。（2）技术效果：此项技术的应用减少了矿井煤柱损失，提高资源回收率，使“三软”煤层沿空留巷技术的可行性得到了证明，为兄弟单位该技术的应用做出了实验提供可靠资料。（3）技术应用前景：隆源矿“三软”煤层沿空留巷技术的成功应用，缓解了矿井采掘接替紧张的局面，为矿井下一个采区的开掘布置提供了充足的时间，提高了资源采出率减少资源损失，减少了巷道掘进进尺节约了劳动成本，为本地区“三软”煤层沿空留巷技术的及巷道控制提供了可靠资料和方向，进一步提高了矿井的经济效益；该技术在隆源矿区具有很高的推广价值。

图3 沿空留巷施工方案图

[1]华云珠.困难条件下锚网索支护巷道沿空留巷技术[M].淮南：安徽理工大学出版社，2004.

[2]刘生优.煤系地层高岭岩沿空留巷技术[J].煤炭科学技术，2001.