沿空留巷技术在煤矿开采中的应用

韩铁良

摘 要： 随着我国经济实力不断加强，我国煤矿开采行业获得良好的发展。从井下开采实践来看，在煤矿综采过程中，通过选择使用沿空留巷技术，能够有效降低巷道开掘数量，降低巷道开采成本，同时，由于没有留设保护煤柱，煤炭整体开采率相对较高。

关键词： 沿空留巷技术;煤矿开采;应用

【中图分类号】TU745.4 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.25.176

引言：在我国经济实力逐渐壮大，科学技术不断创新的今天，为了提升煤炭资源的回采率，提高煤矿掘进效率，很多煤矿采用了沿空留巷技术，也称为无煤巷技术。沿空留巷技术经过多年的发展和应用，施工技术已经相当成熟。但是，受一些支护因素的影响，沿空留巷的巷道变形严重，无法保证煤层后续开采的正常使用。因此，必须采用合适的支护技术来解决沿空巷道的变形问题。

1 沿空留巷施工工艺

因为目前我国刚刚从薄煤层的开采转到厚煤层的开采，从缓倾斜煤层的开采到急倾斜煤层的开采，因而对于深层煤矿开采上不是非常熟悉，在这方面的技术和经验都远远比不上西方发达国家，尤其是沿空留巷技术的应用商都不是特别娴熟。然而在一些浅层煤矿早已经采空的地区，沿空留巷技术倒是得到了提早的应用，为我国其他煤矿企业做出了榜样。尽管在今天看来，他们在沿空留巷开采技术上的应用非常粗糙但是作为先驱者，他们客观上为我们提供了宝贵的经验和教训。尽管在近几十年的不断发展中，我国在煤矿开采上面取得了非常可喜的成就，在沿空留巷技术上的应用上面也收获了相当宝贵的经验和成功案例，但是我们应当充分认识到，这项前沿技术并没有真正地发挥其作用，并没有达到预期的效果。这项技术仍然存在着一定的技术瓶颈未能得到解决，依然限制着行业发展。

2 改善沿空留巷技术的措施

2.1 支架技术效果差

我们国家现有的煤矿开采产业，在初期大部分运用的是支架保护技术来增强井下巷道的牢固程度，从而提升巷道的稳固度，保证煤矿开采过程的安全。然而，在实际工作中我们发现，支架技术仅仅适合比较浅的矿井，当矿井加深之后，支架的承受能力就会随之增大，稳固程度得不到保证。同时因为大型的矿井都要在井下巷道安装很多支架，一方面给施工带来困难，另一方面也给矿井开采带来隐患。同时，随着科技的不断进步，普通的支架技术在作业过程中的种种弊端就显露出来，不再符合新时代生产的需求。

2.2 支护方式不稳定

以沿留空巷技术为基础，采用巷帮填充支护方式进行顶板结构的支护操作，该方式具备很强的灵活性，在很多煤矿企业都有着非常不错的应用。但是在实际应用过程中，由于煤矿开采环境的变化过程相对复杂，因此在利用该技术进行支护时，所需要承受的压强值一直处于动态变化的过程，整个煤矿顶板材料的承压能力较大，在长期受压的情况下，很容易出现顶板结构失稳的情况。部分企业所使用的填充材料综合强度较差，这也增加了安全事故的发生几率。

2.3 沿空留巷技术中关键问题

应用沿空留巷技术，关键是要克服矿山压力显现问题，需要根据矿山压力和沿空巷道的矿山压力特点选择合适的支护方式。沿空留巷的矿山压力来源于上部顶板，因此，重点是对巷道的顶板进行支护，并要保证支护的形式和支护强度达到相关标准。为了对支护进行合理的设计，需要分析留下来的巷道顶板上的矿山压力以及显现规律。对于巷道的顶板而言，需要承受较大的矿山压力，一方面，要承受岩石自重引起的压力;另一方面，要承受煤层开采过程中的超前支承压力。沿空巷道的矿山压力具有不同于其他巷道的特点，巷道内的矿山压力在某种程度上是时间和空间的函数。当工作面靠近巷道时，巷道的压力会明显增加且处于一个动态变化的过程中;当工作面远离巷道时，巷道的压力会急剧降低并趋于稳定。

3 加强沿空留巷技术应用的措施

3.1 采用合适的支护方式加强支护

沿空留巷技术成功应用的关键在于采用加强支护将巷道保留下来，主要是使巷道在2次采动应力下不被破坏。这就要求采用的加强支护具有较高的支护强度。一般选用特制的锚杆和梯形钢带进行加强支护。考虑到回采过程中巷道承受动压的作用变形严重，采用的支架承受较大的矿山压力，所以，在回采时超前支护的距离要更远且支护强度更大。在超前支护时，对于沿空留巷的巷道，采用的单立柱的支护密度应该是平时的2倍以上。与此同时，考虑到巷道顶板在动压的作用下会破碎，支护时一定要在頂板铺设金属网来保证巷道的安全。采用充填支护进行沿空留巷支护时，一定要控制施工效率和经济成本。充填时，需要考虑到充填体成型的强度和时间。若充填材料在成型前未达到理想的支护强度，则容易导致巷道严重变形，沿空留巷失败。由于充填材料的成本普遍较高，为了控制成本，一定要提前确定采空区的充填宽度。

3.2 提高巷道的综合强度

通过提高巷道的综合强度，可以提高巷道结构使用的安全性，为后续开采活动的顺利开展奠定基础。在具体的应用过程中，可以适当增加混凝土石墙结构，借助混凝土石墙本身的综合强度与韧性来提升大整个巷道结构的稳定性。在具体的应用过程中，需要沿着预留巷道来完成混凝土支护结构的使用，同时还需要对目前煤矿开采进度进行了解，结合具体的情况来适当调整石墙结构的相关参数，如厚度、高度、强度等，从而提高结构的支护效果，降低顶板结构下沉情况的发生几率。

3.3 降低沿空留巷技术的成本

虽然沿空留巷技术有很大的技术优势，但还是需要考虑这项技术的施工成本，毕竟经济效益也是十分重要的。在很多情况下，沿空留巷所用的支护材料以及后期维护量要高于普通巷道，这点是需要注意的。如果采出的煤柱不能抵消这部分成本，则沿空留巷实际上是不经济的。特别是在深部开采时，矿山压力越来越大，沿空留巷所需的支护成本也越来越高。这也是后期需要关注的内容之一。

结语：综上分析，在井下开采的过程中，通过使用沿空留巷技术能够较好的提升煤炭资源的采出率，也在很大程度上降低了井下开采成本。但是从具体开采情况来看，在很多方面还有着较大的提升空间，因此，这就需要煤矿企业全面结合巷道所处实际特点，采取针对性的措施，全面提升沿空留巷的整体应用水平。

参考文献

[1] 苏博.沿空留巷技术在煤矿开采中的应用[J].石化技术，2020，27（1）：248.

[2] 殷晓磊.沿空留巷技术在煤矿开采中的应用[J].石化技术，2020，27（1）：265-266.