窄煤柱沿空掘巷技术应用研究

申海峰

【摘 要】近年沿空掘巷，一直受到采空区采场压力，水、瓦斯的影响掘进成本高，支护困难，掘进后变形量大，回采前需要二次整修，维护困难，其诸多技术难题一直未得到有效解决。

【Abstract】In recent years， the gob side entry driving has been affected by the goaf pressure， water and gas. many of its technical problems have not been effectively resolved. such as the high cost of excavation， the difficulty of support， the large deformation after excavation， the need for two times before the renovation， maintenance difficulties.

【关键词】沿空掘巷；煤柱；宽度

【Keywords】 gob side entry driving ；coal pillar ；width

【中图分类号】TD322 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）03-0080-02

1 引言

基于上述问题，我们继承各家理论，开辟新思路，利用综放沿空掘巷围岩大、小结构的稳定性原理，在冀中能源峰峰集团辛安矿-500大巷煤柱工作面采用窄煤柱沿空掘巷，锚网索（钢筋网+塑料网）支护，并取得了成功，掘巷效果较好，为今后沿空掘巷提供了经验。

留设小煤柱的目的是将巷道与采空区隔离，防止采空区的水与有害气体串如巷道，危及安全生产，但煤柱宽度对巷道的维护状况起决定作用，煤柱过小，由于靠采空侧的煤柱受支撑力的影响已呈塑型，容易失稳，片帮严重，若煤柱过大，则回采巷道布置在压力增高区内，将使巷道压力大，支护困难。

十几年来，我国综放开采发展迅速，随着高瓦斯，易燃工作面数量呈递增趋势，提高综放开采的采出率关系到综采的技术经济合理性，矿井的开采寿命和技术发展方向的重大问题，显然采用综放沿空掘巷是十分有利的。我国煤矿早已采用金属支架支护综放沿空巷道，国外，如澳大利亚、英国等国，不搞沿空掘巷，他们认为由于上工作面开采的影响，在本工作面顶板中距上工作面采空区一定范围内，产生采动倾斜裂缝，煤巷布置在裂缝中围岩是十分不稳定的，布置煤巷时应断开这些裂缝，至少应当15m以上。

由于综放窄煤柱护巷的沿空巷道围岩松散破碎，上覆岩层活动剧烈，采动影响十分强烈，围岩变形很大，在这种条件下峰峰集团辛安矿-500大巷煤柱综放工作面运料巷巷利用综放沿空掘巷围岩大、小结构的稳定性原理，进行沿空掘巷工程，运料巷436m，巷道基本不需维修，维护状况良好，巷道围岩保持稳定，保持了安全生产的正常进行。

2 工作面概况

辛安矿隶属于冀中能源峰峰集团，位于峰峰煤田南部，主采2#煤层，-500大巷煤柱工作面为原-500大巷保护煤柱，

该工作面东西两侧分别为112121工作面采空区和112105工作面采空区，北部至212车场，南至214采区通风上山。

该工作面最低标高为-530米，工作面平均煤厚4.2m。原生煤层赋存较为稳定，结构简单，煤质良好。

该工作面走向长度平均为436m，倾斜长度平均为90m，平均倾角21°，平均煤厚4.2m，容重1.35t/m3，设计可采储量21.8万t

工作面平均煤厚4.3m，倾角19°～21°，平均20°，走向长度400m，工作面平均长度93m，采用放顶煤一次性采全高采煤法，采煤机割煤高度2m，放煤高度2.2m。

2.1 工作面地质情况

该巷道内煤层總体呈单斜构造，煤层走向北部地区为NW方向，中部渐变为SN方向，至南部地区变为NE方向，倾角17°～25°，平均21°。根据已有巷道揭露，工作面中部存在一个H=0-4m断层。

本巷道东部112121工作面已开采完毕，根据112121开采情况分析，该区域顶板水已疏放至-560m以下，本工作面最低标高为-530m，掘进过程中可能有少量残存积水释放，预计正常涌水量为0.1m3/min，最大涌水量为2m3/min。

据-500大巷施工的钻孔资料，下伏野青、山伏青薄层灰岩含水层和隔水层完整、厚度正常，钻孔揭露含水层水量为：野青水量6m3/h、山伏青水量10-30m3/h，大青水量0.8m3/min。含水层水位为：野青-460m左右，山伏青-400m左右，大青含水层-40m左右。

巷道标高与上部-500南大巷、-500皮带道及-500南翼总回风道相接近，-500南大巷顶部多处揭露大煤，至214车场处-500南大巷全断面为大煤层位，巷道下帮紧邻2121采空区，局部存在钻场，因此在掘进过程中，注意控制与2121采空区之间的关系，保证安全生产。

2.2 巷道顶底板情况（表1）

3 运料巷基本情况

-500大巷煤柱运料巷沿煤层顶板掘进，巷道为斜矩形断面，净规格4200×3200mm（净宽×净高）。锚杆间排距为700×800mm（间距×排距），锚杆选用φ20mm的螺纹钢锚杆，长度为2.0m，锚杆配合梯子梁使用，顶部为菱形网，两帮网为钢筋网+塑料网，钢筋网规格为2400/1600×960mm（长×宽），塑料网规格为2400/1600×1000mm。

锚索选用φ20mm的钢绞线，长度为8m，抗拉强度为2340 MPa，破坏荷载为380kN。沿巷道中心线布置1排，中心线两侧1.1m各布置1排，间距1.6m。支护断面图示意图如图1所示。

4 总结

窄煤柱沿空掘巷技术在-500大巷煤柱工作面的成功应用，为其他工作面的掘进提供了技术和实践支持，这个成功案例不但解决了沿空掘巷的瓶颈，为我们提供了宝贵经验，根据《峰峰集团有限公司黄沙矿厚松散层条件下漳村煤柱开采方案设计》，214、216采区属于漳村村庄下采煤，必须采用跳采方案，因此该地区回采后必然形成孤岛煤柱，为了提高采出率，保证矿井服务年限、应采用沿空掘巷开采，-500大巷煤柱沿空掘巷的成功，为214、216地区采掘衔接提供了有力的支撑。