安阳鑫龙煤业公司回采工作面巷道布置位置研究分析与应用

向昌南+向国栋

摘 要：根据鑫龙公司矿井不同条件下回采工作面巷道不同的布置方式所积累是施工经验来看，不留设煤柱沿空掘巷效果要好于留设煤柱布置，留设煤柱布置回采巷道压力大，巷道失修较多，巷道维护费用高，影响矿井的质量标准化及安全生产，而不留设煤柱布置回采巷道虽有压力，一般压力不大，巷道没有较大的破壞，个别地方通过简单采取一些加固措施，能够满足生产要求。

关键词：巷道；布置；煤柱；沿空掘巷；位置

中图分类号：TD822.2 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）23-0162-02

1 绪论

煤矿井工开采，在回采工作面巷道位置布置上要求布置简单，位置合理，用最少的巷道开掘和维护费用来形成生产系统。同时要煤炭损失少，采区回收率高，符合煤矿安全规程相关规定，并与机械化相适应，为工作面安全生产提高劳动生产率打下良好的基础。因此对鑫龙公司回采巷道布置位置进行分析，选择合理的布置方式进行应用是很有必要的。安阳鑫龙煤业公司是河南省重要煤炭生产基地之一，现有五对生产矿井，总设计生产能力200万吨/年。鑫龙公司各矿条件不同、回采工作面巷道布置上实施了不同的布置方式。现有留设区段煤柱、无煤柱区段巷道布置形式和沿空留巷布置形式，具体到各布置形式的使用条件，探讨适合鑫龙公司不同矿井不同条件下不同的工作面巷道布置位置具有十分重要的意义。

2 鑫龙公司各矿巷道布置情况

鑫龙公司所属各矿均为高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井，矿井条件不同，回采巷道布置方式也有所不同。主焦、红岭为高瓦斯矿井，煤层赋存稳定，煤层平均厚度5米以上，回采工艺为综采放顶煤，回采巷道布置方式为沿煤层底板掘进，煤柱3-5米，但后期回采期间压力大，巷道变形，维护费用高，事实上，留设煤柱对工作面防火的作用并不是很大。大众、龙山、贺驼矿为煤与瓦斯突出矿井，煤层赋存也不一样，厚度不一，工作面回采巷道布置也不同。大众矿平均煤厚在4米左右，回采巷道布置一般采取沿顶板掘进，采取锚网索支护形式，上巷采取不留设煤柱沿空掘巷，U型钢支护，从使用效果来看，效果良好。贺驼矿也存在自燃发火问题，在回采工作面布置上也实施了不留设煤柱沿空掘巷的布置方式，U型钢支护，也取得了良好的支护效果。研究探讨适合不同矿井、不同条件下的回采巷道布置位置，是有效地控制巷道变形，降低巷道失修率和生产成本，提高矿井经济效益的必要途径。

3 工作面回采巷道不同布置位置研究及分析

鑫龙公司各矿目前回采巷道位置布置方式有三种：留设煤柱布置，不留煤柱布置（沿空掘巷），沿空留巷。

3.1 留设煤柱布置

主焦矿22121工作面是22采区最后一个回采工作面，上部为22101采空区，下部为21141工作面采空区，22121工作面从2014年3月开始掘进，12月形成工作面，施工中后巷出现巷底鼓，支架变形，采取了加强支护措施，对下顺槽实施了打锚杆补强支护及补打锚索梁支护，上顺槽压力更大，个别地段支架变形，巷道收敛，不能保证有效断面，对巷道个别地段维修、卧底才保证了工作面安装运输路线。由于两巷压力大，巷道失修严重，不能保证有效的通风断面，严重影响了安全生产和经济效益。为此矿安排一个掘进队一个圆班组始终服务采煤队维护工作面上下两巷，累计维修巷道约2000多米，尤其是上巷基本上等于维修了两遍，维修费用达600多万。分析22121工作面所造成的结果两方面的原因。一是本身22121属于孤岛工作面，压力大。二是设计不合理，不应采取留设煤柱设计，布置位置不合理，上巷留设5-6m，下巷留设8-9m，根据支撑压力分布规律，支撑压力影响范围在一般在20m-40m左右，距采空区5-7米时压力最大，上、下巷的位置正好在压力集中的地方，这是造成巷道失修的主要原因。另外在支护强度上不足，孤岛工作面支护应加强，仍然沿用了一般工作面的支护材料和支护参数。

3.2 无留设煤柱布置

大众矿13011工作面是13采区首采回采工作面，上部为11011采空区，下部为未采动区，上巷沿11011采空区布置，不留煤柱，36U型钢支护，棚距600mm，切眼采用工字钢支护，棚距500mm。13011上巷自2014年10月份施工，至2015年10月份工作面回采结束，巷道支护基本完好，能满足安全生产的需要，只是出现个别U型钢腿有屈服现象，不存在大量维修巷道现象，为搞好矿井质量标准化工作及安全管理打下良好的基础，且无煤柱回采，提高了采区回收率，取得的效益可观。分析13011上巷取得的良好支护效果，主要原因是无留设煤柱布置巷道。根据支撑压力分布规律，支撑压力影响范围在一般在20m-40m左右，压力从采空区向前逐渐增大，5-7米时压力最大，再向前压力逐渐减小最后趋于平衡。上巷沿采空区布置，布置位置属于“免压带”，此处的压力比煤柱中的压力小的多，使巷道压力小，易维护。再者设计选择支护强度高，36U型钢、600mm棚距支护比29U型钢支护强度高，基本上满足支护要求。

贺驼矿1107工作面上部为11052采空区，下部为11092采空区，左为轨道下山保护煤柱，右为F12断层保护煤柱。1107工作面从2015年5月开始掘进，2015年11月工作面形成，2016年月开始回采，预计2016年12月上旬回采结束。从现场使用效果和矿压感观测结果来看，上巷较下巷压力比较明显，下巷稍有压力显现但不明显，支护强度基本能满足要求，为了防止支架变形，进行了“一”字梁加固，。上巷压力显现明显，个别支架棚腿屈服变形，也进行了“一字梁”加固后，支架没有较大变形，能够满足安全生产的需要。分析1107上下巷布置位置，巷道没有大的变形，经过加固补强能够满足生产使用的需要，但上下巷支护总体效果看，下巷好于上巷，上巷压力大于下巷。根据支撑压力分布规律，支撑压力影响范围在一般在20m-40m左右，压力从采空区向前逐渐增大，5-7米时压力最大，再向前压力逐渐减小最后趋于平衡。下巷沿采空区布置，布置位置属于“免压带”，此处的压力比煤柱中的压力小的多，使巷道压力小，易维护。因此下巷沿空掘巷就压力小些，压力显现不是那么强。而上巷留设净煤柱5米，布置于压力最大位置，因此压力较明显。看起来总体布置效果是沿空掘巷，不留设煤柱。

3.3 沿空留巷

大众矿13031工作面上部为13011采空区，下部为未采动区，13011下顺槽自回采开始实施沿空留巷至2016年10月上旬回采结束，共计留巷670米（20米工字钢、60米U型钢，590米锚网），从预留效果及观测效果来看，效果较好，预留巷道相当一部分完好，巷道断面收缩不大，只需少加扩修便能满足13031上巷的设计要求。个别地段收敛较多，巷道只有1米多高，宽度只剩两米多，维修时拉底、扩帮量较多。现里段160米巷道经过维修已投入使用。沿空留巷虽需要进行二次维修，但维修费用远远低于掘进费用，维修不需象正常掘进时实施抽采效果评价及“四位一体”防突措施，降低了掘进率，节省了大量时间，缓解了采掘接替，提高了经济效益。如不实施沿空留巷，工作面脱节半年。因此在煤层相对不厚沿顶板掘进的的巷道实施沿空留巷是很有必要的，效益是很可观的。

4 巷道布置位置的应用效果

根据鑫龙公司矿井不同条件下回采工作面巷道不同的布置方式所积累是施工经验来看，不留设煤柱沿空掘巷效果要好于留设煤柱布置，留设煤柱布置回采巷道压力大，巷道失修较多，巷道维护费用高，影响矿井的质量标准化及安全生产，而不留设煤柱布置回采巷道虽有压力，一般压力不大，巷道没有较大的破坏，个别地方通过简单采取一些加固措施，能够满足生产要求。对矿井来说降低了巷道了失修率，每年节约了大量的巷道维修费用，降低了生产成本，提高了经济效益，应用范围较广，不同厚度的煤层都可采用这种布置方式。沿空留巷能够缓解采掘接替，改善巷道维护，降低掘进率，提高回采率，对于避免因煤柱和丢煤等引起的井下灾害有明显的效果。特别是对于突出矿井实行顺序回采，实施沿空留巷效果更为明显。

5 结语

鑫龙公司根据所属矿井不同的条件回采巷道采用不同的布置方式实践应用结果来看，大力推广实施回采巷道无煤柱布置方式对于降低巷道失修率和巷道维护费用，提高采区回收率及矿井经济效益是回采巷道的首选布置方式。在突出矿井中回采巷道沿顶板掘进的采用沿空留巷布置方式是最佳的布置方式。今后在回采巷道布置中，鑫龙公司根据各矿不同的条件，回采巷道全面推广应用无煤柱沿空掘巷和沿空留巷的布置方式。endprint