留窄小煤柱沿空留巷在综采工作面的成功应用

贺敬平 王文星 刘 磊

（山东省邱集煤矿有限公司，山东 齐河 251100）

沿空留巷是将工作面后方要报废的回采巷道通过技术途径保留下来的一种支护技术。该技术具有煤炭回收率高、巷道掘进率低、排矸少以及可缓解采掘接替紧张等诸多优点。多年来，国内外一些研究机构不断对留巷技术进行研究，在技术与经济等方面都取得了显著效果。

目前新型的沿空留巷方法是切顶卸压自动成巷技术，此种方法虽然解决了传统留巷方法的诸多弊端，但成本较高，特别是对薄煤层工作面，在经济上不合理。本文通过对现场地质条件分析，结合使用的综采设备特点，提出了一种新颖的留巷方式，经现场实践证明，具有非常大的推广应用价值。

1 概况

永明煤矿3号煤层煤厚0.7m，属极薄煤层，倾角2°～3°。直接顶为泥岩，平均厚度4.1m，基本顶为细砂岩，直接底为泥岩，平均厚度1.5m。工作面采用综采工艺，采用MG180/420-BWD型双滚筒采煤机、SGZ630/200刮板输送机、ZY3200/7.5/16型掩护式支架。工作面布置两条顺槽，机巷运煤兼进风，轨巷辅助运输兼回风。

2 留巷方式

2.1 留巷方式

工作面溜尾与所留设巷道之间留设5m的护巷煤柱，所留设巷道作为下一工作面的运输顺槽。煤柱每隔7m掘进一矩形联络巷（1.5m×1.8m，锚网支护）作为回风和行人出口，工作面推进与前一个联络巷贯通后，后一个联络巷及时采用矸石进行密闭。回风、人行通道采用DW18-300/100型单体支柱配合DJB1200/300配合铰接顶梁支护。留设的巷道在原有锚网索支护的基础上采用DW28-250/100型单体支柱配合DJB1200/300型铰接顶梁加强支护长度不小于200m。留巷方式如图1所示。

图1 留巷方式图

2.2 支护方式

回风联络巷、回风人行通道及沿空留巷巷道的支护方式，见图2所示。

图2 支护方式图

3 变形观测

3.1 观测内容及方法

（1）对工作面来压情况进行观测，采取方法是在工作面安装YHY60型综采支架压力记录仪。

（2）对所留设巷道的单体支柱压力进行观测，采取方法是安设YHY60W(B)型矿用数字单体支柱压力仪。

（3）对所留设巷道顶板及两帮变形进行观测，采取方法是布设“十字”测点。

（4）对所留设巷道顶板离层进行观测，采取方法是安设顶板离层仪。

（5）对顶、帮锚杆失稳情况进行检测。

3.2 测区布置

每20m布置一组测区，合计布置3个测区。每组测区按前述观测内容进行仪器布置，具体如下：安设3个YHY60W(B)型矿用数字单体支柱压力仪，布置一个“十字”测点，安设1个顶板离层仪。

3.3 观测结果

（1）矿压观测自工作面开始推采至工作面推采200m采空区垮落稳定后结束。观测结果见表1、表2。

表1 顶底板、两帮移近量观测结果

表2 单体支柱压力观测结果

（2）顶、帮锚杆失稳情况检测结果

为检测沿空留巷巷道原有顶、帮锚杆承压后锚固情况，对顶、帮锚杆进行了拉拔力检测，共设置4处检测点，间距10m，每处检测顶帮锚杆各一根，所有检测点均位于压力稳定区域内，检测结果均符合要求。

3.4 矿压观测结果分析

（1）通过对矿压观测结果分析，巷道顶底板最大移近量为355mm，两帮最大移近量为160mm；巷道顶底板平均移近量为192mm，两帮平均移近量为125mm。在下一工作面推采时，回风顺槽经适当卧底、放顶维修，能继续使用，满足生产需求。

（2）工作面压力与未进行沿空留巷的工作面相比，无明显区别。

（3）回风联络巷口处压力显现较明显，存在煤壁片帮现象，需加强支护。

4 效益分析

自2016年3月开始实施，已成功推采5个回采工作面，沿空留巷长度4000m。

通过在永明煤矿综采工作面的实践，该种沿空留巷方式主要有以下优势：

（1）万吨掘进率降低。盘区内万吨掘进率由原来的213m降为128m，有利于采掘接续。

（2）矸石排放量减少。采用沿空留巷后每个采煤工作面只需新掘进一条顺槽，相对于传统布置方式，每个回采工作面少产生矸石1.5万t。降低了地面矸石存放的压力，减少了对环境的影响，降低运输费用。

（3）生产成本降低。与传统布置方式相比，少掘进一条顺槽，每个回采工作面可减少掘进成本289万元。综合计算，比未采用沿空留巷采煤工作面可节约成本184万元，吨煤成本降低21元。

5 结论

（1）解决了受留巷影响，综采工作面推进速度严重下降的问题。采用此方法进行沿空留巷时，溜尾回风、行人通道直接采用采煤机与工作面一起割出，保证了工作面推进速度。

（2）解决了沿空留巷推采时工作面与所留巷道之间通风、行人的问题。所留巷道走向每隔7m施工一联络巷，工作面与前一个联络巷贯通后，后一个联络巷及时采用矸石进行封堵。工作面后方的回风、行人通道随工作面推进采用单体支柱配合铰接顶梁进行支护，到工作面与下一个联络巷贯通后，将液压支架后方的柱梁支护全部回撤，进行下一循环的柱梁支护工作。联络巷的掘进工作可以提前进行，不影响工作面推采，确保了工作面推进速度。

（3）解决了传统留巷方法所留设巷道受矿压影响破坏严重问题。采用窄小煤柱护巷，保证了老空侧的支撑强度，同时为抵御工作面来压时对留巷的冲击，拖后工作面200m范围的巷道内采用两路单体支柱配合铰接顶梁进行支护。采取上述措施后，最大限度地保证了所留巷道的完整性，下一工作面回采前只对所留巷道轻微修理便可满足使用要求。