无煤柱护巷开采技术与配套装备研究

南齐锋

摘 要：论文主要是对无煤柱护巷开采技术与配套装备进行了分析，对该技术的基本原理、工艺流程、技术特点和适用条件进行了阐述。通过在中煤中天合创公司葫芦素煤矿的工业性应用分析，实践效果表明无煤柱护巷开采技术很好的开采优点，为煤矿创造了很好的经济效益，可以在全国进行推广应用。

关键词：无煤柱护巷;开采技术;装备;沿空掘巷;沿空留巷

1 技术概况

目前，我国的煤炭资源井工开采当中需要留设安全煤柱，相关数据统计因留设安全煤柱造成了8%～12%的煤炭损失。当前有煤矿采用无煤柱护巷开采技术进行开采，可以有效的节约煤炭资源，能起到有效回收和利用的技术手段，主要采用的方法是沿空掘巷和沿空留巷。该技术已获得认证并在相应的煤矿进行了推广应用。

2 基本原理

煤矿长壁开采方法必须在煤层中掘进运输、通风、行人巷道和采煤工作面开切眼，从而组成有效的开采系统来进行开采。一般巷道侧需要留设煤柱，支撑矿山压力，维护必要的巷道断面，但降低了资源回采率。当前对于无煤柱护巷来讲，一般都是分为沿空掘巷和沿空留巷两种方式。沿空掘巷是沿采空区边缘开掘巷道，上下区段间对于煤柱的留设不需要或是只留3m左右的宽度，目的是用来进行挡矸石、阻水的作用或是对采空区有害气体进行隔离。当煤矿井下瓦斯涌出量不大、煤层埋藏稳定的条件下，工作面顺槽巷道可采用沿孔空掘巷方式，如图1所示。理论和实践证明，沿空掘巷和沿空留巷完全取消了区段煤柱，有利于提高工作面回采率。由于留巷道维护的难度较大，需要在巷旁支护，该方法多应用在薄及中厚煤层中。

3 工艺流程分析

沿空留巷工艺流程如下：

（1）前期的准备工作。移架，清理充填空间，预埋墙体连接锚杆，绑扎三维加强筋机械立模→管路架设→充填→清洗泵、管路。（2）采煤工作面开采期间，在留设巷道侧进行临时支护，每完成三个步距后，工作面机械停止运转，应用液压充填模板进行临时支护设备侧的水泥、砂浆等充填和掩护，形成支护体。充填前，应将充填空间内杂物清理干净，并将该空间顶底板整理整齐。（3）待充填支护体完全固化支撑顶板后，将液压充填模板支架前移，调整好充填模板，架设好充填管路，准备下一次充填工作。（4）为防止漏风，向采空区打钻孔，进行巷旁注浆，充填墙体要与顶、底板及上次充填墙体接实，形成新的巷道体系。

4 技术特点和适用条件

无煤柱护巷开采技术是我国煤矿开采技术应用的重大技术革新，通过取消护巷煤柱的办法，能够大大提高煤矿煤炭资源的回采率，另外还可以有效的降低巷道掘进率，在这个过程中完全消除了因为留煤柱和丢煤现象而造成的火灾事故的发生，大大提高了煤矿开采的安全。适用条件：无煤柱护巷开采技术与成套装备适用于煤层顶板条件好，煤层倾角≤25°的薄及中厚煤层开采。

5 应用实例及效果分析

目前，无煤柱护巷开采技术与成套装备已经成为提高资源回采率、節约开采的有效手段。各大煤炭企业都根据自身的条件不断改善和探索成熟的无煤柱护巷开采技术。中煤中天合创公司葫芦素煤矿进行了无煤柱护巷开采技术工业性应用，实践应用效果表明无煤柱护巷开采技术具有以下的主要优点：

（1）采用留巷钻孔法抽采瓦斯，相对以往的开采情况来讲，节省了两条用于瓦斯治理的岩巷工程及大量钻孔工程，同时对于“一巷二用”简化开采布局和采区巷道系统。（2）无煤柱护巷开采技术的应用，有效的回收区段煤柱8～20m，对于该煤矿资源回采率有了较大的提高，统计约为5%～8%;同时有效的减少了巷道掘进量，有利于缓解该煤矿采掘接替矛盾。（3）无煤柱护巷开采技术有效的实现了该煤矿低透气性煤层群煤与瓦斯共采，实现了瓦斯抽采的最大化;井下开采采用的Y形通风利于消除采煤工作面上隅角瓦斯超限事故，该煤矿自无煤柱护巷开采技术应用半年以来，无瓦斯超限事故的发生，保障了井下开采的安全性。（4）该煤矿原井下工作面回风巷进行了改造，改造后成为新的工作面的辅助进风巷，检测结果表明巷道内环境温度下降了4℃～7℃。改造后大部份工作人员都是在进风流中工作，大大改造了技术人员的工作环境，同时降低了环境温度，又利于深井开采的热害治理。（5）在该矿的生产过程当中，采用沿空留巷开采成本为9432元/m，相对于以往新开采的巷道费用10637元/m，两者进行对比该沿空留巷成本能节约1205元/m，为葫芦素煤矿的井下掘进取得了非常好的经济效益。

6 推广前景

无煤柱护巷开采技术是有利于节约煤炭资源、提高矿井技术效果和改善经济效益的重大技术改革。其适用条件相当广泛。只要在实践中不断总结经验加以完善.将得到进一步推广和应用。今后应继续扩大无煤柱护巷的应用范围，使之不仅适用于缓倾斜的薄及中厚煤层，也能适应急倾斜煤层、厚煤层以及高瓦斯和易自燃煤层，使这项先进技术在我国地下采煤领域中获得更广泛的发展和应用。

参考文献：

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