沿空留巷在瑞东煤矿的应用

左照全

（山西介休义棠瑞东煤业有限公司，山西 介休 032000）

·技术经验·

沿空留巷在瑞东煤矿的应用

左照全

（山西介休义棠瑞东煤业有限公司，山西 介休 032000）

沿空留巷是实现无煤柱开采的主要技术措施之一。为最大限度提高资源回收率，有效降低巷道掘进率和掘进成本，瑞东煤矿在6#煤层采用了沿空留巷技术。本文以60101采煤工作面为例，介绍了沿空留巷在实践中的应用。分析了沿空留巷巷内支护、巷旁支护等方面存在的问题，采取了针对性措施，达到了预期效果，取得了可观的经济效益，为该矿开采6#煤层提供了借鉴和指导。

沿空留巷；巷内支护；巷旁支护；实际应用

沿空留巷是无煤柱开采的主要形式之一，是我国煤炭开采的重要技术发展方向。

采用沿空留巷技术，能够较好地实现无煤柱护巷，有利于合理地开发煤炭资源，降低巷道的掘进率，减少煤柱损失；也有利于矿井实现安全生产，改善和提高矿井的技术经济效益。瑞东煤矿为了最大限度提高6#优质主焦煤的资源回收率，有效降低巷道掘进率和掘进成本，在吸取成功经验的基础上，对60101工作面回风顺槽采用了沿空留巷技术，并取得了良好的效果。

1 概 况

60101工作面埋深201～243 m，为瑞东煤矿上水平首采工作面，东临6#煤层运输大巷、西临60102工作面，南临6#煤层轨道、运输、回风上山，北临矿井边界保安煤柱；工作面走向长587 m，倾斜长91 m，面积约53 417 m2。本工作面开采6#煤层，煤种为焦煤，煤层平均厚度1．4 m，倾角3°～8°，容重1．39 t／m3，赋存较为简单，属近水平煤层。工作面伪顶为厚度0．1～0．2 m炭质泥岩，直接顶为厚度3．21 m的砂质泥岩，老顶为厚度10．2 m的粉砂岩，直接底为厚度10．9 m的砂质泥岩，老底为厚度4．75 m的K4石灰岩。工作面属低瓦斯工作面，煤尘无爆炸性，为Ⅱ级自燃煤层。

60101工作面采用高档普采走向长壁后退式采煤方法。顶板采用单体液压支柱加Π型钢梁支护，3、4排控顶，全部跨落法管理顶板。采高1．4 m，循环进度：0．6 m。工作面每天回采4个循环，日进度2．4 m／天。

2 主要问题

采区巷道的变形和破坏程度，除受围岩性质、构造特征等自然因素的影响外，还受开采技术因素的影响。在开采技术因素中，回采工作状况对采区巷道变形和破坏影响最大，其次是巷道的保护方法、掘进与回采工作在时间和空间上的相互关系以及巷道本身的支护方式类型等等。60101工作面回风顺槽，从开掘到回采结束巷道废弃的全过程中，巷道围岩变形和破坏要经历：掘巷阶段、掘进稳定阶段、采动影响阶段、相对稳定阶段、二次采动影响阶段。因此，要保证所留巷道有效地得到二次复用，以满足安全和正常生产的需要，巷内支护、巷旁支护方式的选用是确保沿空留巷取得成功的关键问题。

3 问题分析

1）巷内支护问题。

正确选择合适的巷内支护方式是确保沿空留巷后巷道稳定的关键。煤层开采后采空顶板的活动跟支护状况有密切关系，采煤工作面向前推进后，顶板岩层由于支撑作用发生折断，其过程决定了支护方式和支护强度。而沿空巷道除经受掘进动压、回采超前动压外，更严重的是还要经受回采后侧矿压的剧变动压，正是由于沿空巷道矿压显现的特殊性，使得围岩变化复杂。现今留巷断面增大，使得巷道围岩变形量增加，特别在采煤工作面前方附近，巷道断面的收缩率较大，若不采取合理有效的巷内支护方式将所留巷道的变形控制在允许有限的范围内，很难保证所留巷道的二次正常使用。60101回风顺槽为矩形断面，宽×高=3．5 m×2．5 m，原设计巷内采用金属锚杆支护，锚杆长度为1．6 m，间距为1 400 mm，排距为2 400 mm，依据现场实际，采用独立的基本支护，不能完全满足沿空留巷支护的目的。

2）巷旁支护问题。

在回采工作面推进过程中，支承压力处于运动状态，支承压力从最小到某个最大值在很大范围内发生周期性变化。60101工作面回风顺槽现场矿压观察结果表明：0～30 m为工作面前方采动影响范围，0～10 m为顶板剧烈活动区；而在工作面后方0～40 m范围内，顶板下沉量发生主要变化，10～25 m变化最为剧烈，40 m以后逐步趋于稳定。因此，如何使巷旁支护有效适应巷道围岩变形并保持安全稳定性，是决定沿空留巷成功与否的主要因素之一。

作为沿空留巷的巷旁支护，它的主要作用是及时支护直接顶，避免或减少直接顶与老顶离层，抵抗老顶回转失稳对顶板产生的强烈破坏，并切断直接顶，减少所留巷道的悬顶跨度，分担和减轻巷内支护载荷，减少巷道的变形量，使沿空留巷巷道有足够的巷道形状和断面积以满足工作面通风、运输和行人的基本要求。传统的巷旁支护虽然在不同时期得到了一定程度的应用，但存在着巷旁切顶支撑作用差、机械化程度低等缺点，其支护技术难以满足大断面巷道标准化的要求；而目前的巷旁充填技术，则需建立一套比较复杂的材料加工、运输等充填系统，并装备相应的设备，导致生产成本增大。因此，选择巷旁支护一定要技术先进、合理、可行，力求降低成本、安全可靠。

4 应用对策

为了使60101工作面回风顺槽沿空留巷达到预期效果，并最大限度地回收煤炭资源，通过分析生产过程对采场顶板的扰动以及支承压力对回采巷道的影响等矿压显现，在总结和吸取沿空留巷成功经验的基础上，结合实际，本着合理利用围岩移动规律，使巷道围岩整体承载，将巷道总体变形量控制在允许范围内；因地制宜、降低成本、提高煤质、减少污染、提高综合经济效益，对留巷巷道采取如下对策：

1）改善巷内支护，使主动支护在留巷巷道更加明显地发挥作用。

在保持留巷巷道原有设计支护形式的基础上，加长锚杆，缩小间排距，并增加金属网和强力钢带。顶板采用锚网配套强力钢带支护，锚杆为左旋无纵肋螺纹钢树脂锚杆，d20 mm，L=2．0 m，间排距为800 mm ×800 mm；金属网片网格为100 mm×100 mm；强力钢带由d16 mm的钢筋焊接而成；超前工作面煤壁至少30 m，采用锚索加强支护，锚索为d15．24 mm、L= 8．0 m的钢绞线。施工时，支设间、排距为1 600 mm ×1 600 mm，锚固长度不得小于1．55 m。这样，围岩的表面以及内部承受锚网索支护的作用力和范围更大，而且在每根锚杆周围形成锚固体，改变了岩体的受力状况；同时使用强力钢带，增加了横向约束力和群锚效应，提高了围岩的自身强度，克服了被动支护的缺点，充分适应顶板的下沉，保持了巷道顶板的稳定。

2）改进巷旁支护，使留巷巷道得到良好维护并达到预期目的。

为有效降低巷道顶板压力和下沉量，达到留巷的预期目的。结合现场实际，对留巷巷道的巷旁支护进行改进，采用锚索加强支护，用以提供较大的支护阻力，锚索为d15．24 mm、L=8．0 m的钢绞线，锚索排距为2．8 m，锚索至留巷采空区侧距离为0．4 m；采用型号为DW25-250／100型单体液压支柱靠采空区侧支设1排密集柱，以提高切顶能力，密集柱柱距为400 mm；在使用切顶柱的同时，辅以人工强制放顶，以提高切顶效果；在密集柱后挂钢筋网，并就地取材用矸石充填巷旁采空区，充填宽度1．4 m，用于密闭采空区，防止漏风。以上巷旁支护措施，既能有效发挥围岩的自我承载能力，形成支护-围岩的共同承载体系，也能提高切顶能力和效果，减少巷道的悬顶跨度。同时矸石带材料可就地取材、成本较低、经济有效。从而有效发挥巷旁支护的支承、切顶、隔离等作用，为沿空留巷达到预期效果提供保障。

5 应用效果

1）沿空留巷巷内采用锚网加强力钢带作基本支护，并用锚索作超前加强支护，既增加了群锚效应，又有效发挥了深部稳定岩层的承载作用，使顶板得到有效控制。为了检验其效果，在留巷巷道内每间隔40 m安设1组顶板离层仪，观测结果表明，留巷顶板下沉量为20～48 mm，局部地段可达62 mm，煤帮移近及底鼓量不明显，巷道形状和断面积完全满足60102工作面通风、运输和行人的要求，达到了预期效果。因此，这种主动支护方式作为沿空留巷巷内支护值得推广。

2）沿空留巷采空区侧锚索加强支护、密集支柱辅以人工强制放顶、钢筋网加矸石带，不但提高了围岩的自我承载能力，充分发挥了密集支柱初撑力强、支护阻力大的优点，同时辅以人工强制放顶，提高了切顶能力和效果，而且矸石带护巷充填，可就地取材，护巷成本低廉，通过捡矸，提高了煤质，为今后类似条件下开采提供了借鉴。

3）60101 工作面回风顺槽实施沿空留巷后，相邻的60102工作面少掘580 m巷道，降低了掘进率，且减少了1个掘进工作面的人员，节约掘进费用191．4万元，最大限度地缩短了准备时间；同时可回收煤柱25 m，约8．46万t，增加效益5 245．2万元，提高了煤炭资源的采出率，经济效益可观。

6 结束语

1）矿山压力及其显现是一项极其复杂的系统工程，有待进一步对沿空留巷围岩控制机理在理论指导还是实际应用深入研究与完善。

2）实际留巷期间，要特别注意所留巷道的通风问题，尽量避免使用局扇供风，因安装使用局扇存在诸多不安全隐患。这就需要合理安排，提前掘透相邻备用工作面切眼，形成全风压通风系统。若不能避免时，必须严格加强局部通风管理。

3）对要留设的巷道，应超前规划，在分析和掌握地质条件的基础上，统筹考虑采区设计、巷道掘进期间的支护方式以及日常管理等，以保证沿空留巷的有效实施。

4）加大矿压监测装备的投入，采用先进监测系统，建立、完善并严格执行相关制度，对沿空留巷进行全过程矿压监测，掌握其矿压显现规律并分析研究，以便采取相应措施解决出现的问题。

5）沿空留巷是无煤柱开采中的一项先进技术，技术优势和经济效果显著，但总结留巷成功的经验，其支护方式、材料、装备水平诸多方面各有差异。因此，必须根据实际情况具体分析，因地制宜，进行多方案比较，选择技术上先进、经济上合理的最优方案，确保留巷效果，做到安全、经济、高效。

Application on Goaf Side Entry Retaining in Ruidong Coal Mine

Zuo Zhao-quan

Goaf side entry retaining is one of the main technical measures which achieve without coal pillar mining．To maximize resource recovery，reduce tunneling rate and excavation costs，Ruidong coal mine used the technology of goaf side entry retaining in 6#coal seam．In this paper，takes 60101 working face as an example，introduces the practical applications of the technology．And analyzes some existing problems，such as goaf side entry retaining roadway support，roadside support and other aspects，and takes pertinence measures，achieves the expected results，obtains considerable economic benefits．It provides a reference for 6#coal seam mining．

Goaf side entry retaining；Roadway support；Roadside support；Practical application

TD322+．3

B

1672-0652（2013）10-0058-03

2013-07-16

左照全（1968—），男，山西介休人，1993年毕业于山西矿业学院，工程师，主要从事矿井生产技术管理工作（E-mail）jishui．ok＠163．com