中厚煤层综采“袋—网—锚矸石墙”沿空留巷方法

摘 要：结合某煤矿11307综采工作面的工程地质条件，研究了由矸石袋、金属网、防护钢带及锚索等配套构件组成墙体，其具有较强的支护承受力、抗压缩及变形能力，提出了袋-网-锚矸石墙沿空留巷技术，通过工程实践留巷与回采获得成功，取得了良好的技术经济和社会效益。

关键词：袋-网-锚；矸石墙；施工方法；沿空留巷

1 引言

沿空留巷是我国煤炭工业实现无煤柱开采的重要技术发展方向[1-3]。随着无煤柱开采技术的发展，我国在沿空留巷理论与技术研究方面取得了比较大的业绩，尤其是在巷旁支护、巷内支护以及煤帮加固技术已十分成熟。但不可否认的是在推进速度较快的综采工作面如何采用沿空留巷技术仍存在着一些技术难题，从而限制了沿空留巷技术在我国更广泛地推广应用。为此，本文研究了袋-网-锚矸石墙体，是一种新的沿空留巷方法。

2 工程地质概况

11307工作面开采3上煤层，地面标高+33.4m，工作面标高-600～-648m。南部为-650m轨道联络巷，北部为XF40断层，西部为-650m轨道、胶带巷，东部为3上煤层露头。

11307工作面采用综合机械化回采工艺；11307运顺沿煤层顶板和底板施工，工作面上下平巷采用锚（索）网+钢带联合支护。

3 袋-网-锚矸石墙沿空留巷方法

3.1 袋-网-锚矸石墙设计

根据矿压规律，矸石袋墙抗变形的能力较差，在标准实验室试验条件下，变形量可达20%以上，工程实践表明，矸石袋墙的横向变形能力需要提高。为此，在实际应用中在矸石袋墙体中置入锚栓来约束墙体的横向变形，以提高矸石袋墙体的抗压能力和整体支护性能。

采用塑料编织袋装入矸石后，人工进行堆放。堆放完毕后在矸石袋墙两侧铺设高强度塑料网（也可以用金属网），网要封底封帮，铺网后对矸石袋墙架设紧固锚栓和防护钢带。根据上述留巷方法的特点，称这种方法为袋-网-锚矸石墙沿空留巷方法。

在袋-网-锚矸石袋墙体中，所述的每两两正对的防护钢带上穿设有3根锚栓，分别位于其顶部、中部和下部。锚栓垂直穿设两对夹持墙体侧壁的防护钢带，且锚栓贯穿墙体厚度，由其两端处紧固，整体形成锚栓与防护钢带共同作用，双向紧固墙体。每对防护钢带上穿设的3根锚栓等分均布，从而其所施加的双向夹持力均等分布，使墙体受力均匀，紧凑性及支护承受力高。11307工作面平均采高3.5m，在垂直方向布置3根锚栓，上锚栓距顶板700mm，下锚栓距底板高度1000mm，中锚栓距上、下锚栓距800mm。上、中、下锚栓都用走向钢带联接形成一个整体。在锚栓安装托盘和螺母时应在矸石袋墙体两帮侧挂高强塑料网或金属网，网要封顶封底。锚栓材质使用20mm的螺纹钢。

3.2 袋-网-锚矸石墙施工措施

矸石袋墙体位置位于采空区内，采用塑料编织袋装矸石码放成墙，墙体宽度4m，墙高3.5m。（1）垒矸石袋采用“由下而上”、“由老塘侧向煤壁侧”的顺序进行，随垒随回撤柱梁，垒矸石袋时的作业空间必须有临时支护，矸石带垒砌接顶后，必须用木块、木楔接实顶；（2）矸石袋采用袋装矸石垒设，装矸石的袋子为长0.8m的编织袋，入袋的矸石块度≯0.1m，装袋时装填长度≯0.6m；（3）袋装矸石人工装袋，袋口必须用铁丝捆紧；（4）垒设矸石带前，必须清理干净该处浮煤；（5）垒设矸石袋必须不少于两人配合施工，并安专人负责监护，待顶板稳定后方可进行施工；（6）垒设矸石袋时必须认真执行敲帮问顶制度，提前处理危险；（7）垒砌矸石袋时，要严格按设计间排距安装墙体锚杆，当垒砌到锚杆安设的位置和高度时，铺放一根锚杆；（8）由于巷道高度大，为便于码砌，砌墙时码成三个不同高度的台阶（图1）。

4 沿空留巷试验效果分析

袋-网-锚矸石墙沿空留巷方法在某矿中厚煤层11307工作面综采工作面进行了实验应用，取得很好效果。

（1）根据试验巷道的矿压观测数据分析，顶底最大移近量1050mm，两帮最大移近量630mm；巷道断面最大收缩率48%；顶底板平均移近量452mm，两帮平均移近量265mm，平均断面收缩率22%。在下区段工作面复采时，经过适当卧底后，能满足生产使用要求，留巷获得成功。

（2）通过墙体应力计观测数据分析，各应力计受力在5～7MPa之间，说明矸石袋墙能够承受巷道顶板结构施加于墙体的载荷，留巷墙体较好地实现了抗压、让压作用。袋-网-锚矸石墙具有较高抗缩能力和整体支护性能，能够承受上覆岩层结构施加的载荷，留巷能够保持稳定；

（3）11307综采面采用袋-网-锚矸石墙沿空留巷成功，说明袋-网-锚矸石墙支护技术是科学可行的，为沿空留巷的发展提供了一个新的技术途径。

参考文献：

[1]尚海涛.煤炭作为我国基础能源的重要地位不可动摇[J].中国煤炭，2001（04）.

[2]林东才，贾传洋，栾恒杰，王冠赵.锚栓网带矸石袋墙沿空留巷技术及其应用[J]. 山东科技大学学报（自然科学版），2015（02）：1-6.

[3]张文志.高强度锚杆支护巷道沿空留巷支护技术[J].煤矿开采，2005，10（03）：41-2.

作者简介：林伟立（1975-），男，山东滨州人，本科，工程师。endprint