薄煤层综采沿空留巷技术分析

杨毅

山西保利合盛煤业有限公司 山西晋中 031300

薄煤层开采作业的施工安全、效率、质量，会受到煤层赋存条件、设备技术水平、开采工艺等多方面因素影响，具有较复杂的施工特点与技术需求。现阶段，“如何实现煤炭资源开采效率与开采质量的提升”成为了从业者普遍关注的焦点问题。基于此，我们有必要对薄煤层综采沿空留巷技术的施工应用展开分析讨论。

1 薄煤层综采沿空留巷技术的施工背景

1.1 工作面背景

本文以某矿区A工作面，进行综采沿空留巷技术的施工运用。该工作面走向长为530m，倾斜长度为180m，煤层厚度均为1.1m，煤层倾斜度为4-6°。采煤工艺：综合机械化开采，设备有MG180/420-BWD型采煤机、SGZ630/320型刮板输送机、ZY3200/08/18型支架等，已实现落煤、运煤等工作流程[1]。

1.2 巷道背景

运煤巷道：煤层厚度1.1米，直接顶以泥岩为主，厚度约为0.8米；老顶以砂岩为主，厚度约为3米；直接底泥岩为主，厚度约为1米。运煤巷道长度为760米，基于运输、施工安全、工艺要求、通风等多方面考虑，采取矩形断面的开采处理方式，断面宽度为4米，高度为2.3米，断面总面积为9.2平方米。

2 薄煤层综采沿空留巷技术的施工流程

2.1 选择巷道支护方式

在巷道顶板主体区域的支护中，主要选取φ18mm、长度为2米的螺纹钢锚杆、φ15.24mm、长度为5.3米的锚索、菱形金属网和T型钢带。

2.2 应用巷道填充工艺

填充工艺是巷道结构稳定保存的基础性工艺环节，主要采用矸石装袋进行填充，墙体宽度为3米、高度1.5m，留巷宽度为4米，①垒矸石袋采用“由下而上”、“由里向外”的顺序进行，随垒随回拆柱梁，垒矸石袋时的空间必须有临时支护，矸石袋垒砌接顶后必须用木块、木刹接实顶；②矸石袋采用袋装矸石垒设，装矸石的袋子为长0.8m的纺织袋，入袋的矸石块度＞0.1m，装袋时充填长度≯0.6m；③袋装矸石人工装填必须用铁丝捆紧；④垒设矸石袋前，必须清理干净此处浮煤；⑤垒设矸石袋必须不少于2人施工，并有专门观察，待顶板稳定后方可施工；⑥垒矸石袋时必须拆迁敲帮问顶，提前处理掉矸石；⑦垒矸石袋时，要严格按照设计间排距安装墙体双头锚固铁锚杆[2]。

2.3 巷道维护控制

为了避免巷道在应力作用下发生严重形变，应对其顶板区域进行预控制处理，主要采取“锚网+锚索”的联合型支护技术。

（1）充填墙间矸石砼墩加强支护方法。每隔10m砌筑一个矸石砼墩柱，矸石砼墩柱与矸石墙全部用菱形网包裹，形成一个整体。在垂直方向上布置2根锚杆，下锚杆距底板0.4m，上锚栓距顶板0.5m，上下锚杆用一根长1.5m的钢带连接。

（2）沿空留巷及移架后墙体位置的支护形式。

①沿空留巷后的临时支护。a.工作面前方30m范围内π型梁+单体超前支护；b.由矿压显现一般规律可知，从工作面至后方约40-60m范围内围岩活动剧烈，需对该段巷道加强临时支护，支护长度约60m，支护方式为4m长π型钢梁+单体，一梁三柱。

②移架后墙体位置的支护形式。a.支架移架后在采空区侧立即使用π型梁+单体架设宽3m的临时支护，确认顶板稳定安全后，开始每排打设三根锚杆及一根锚索，锚杆间距为800mm，锚索与紧临的锚杆间距为400mm，并与π型钢带横向连接。然后开始码放矸石袋。单体及π型梁临时支护随垒随回拆。b.墙体垒完后沿顺槽方向每隔1m打一棵单体紧靠矸石墙体。待围岩稳定后与顺槽单体同时回拆[3]。

3 薄煤层综采沿空留巷技术的应用效果

应用沿空留巷技术对巷道结构进行控制处理后，连续三个月对该巷道进行了数据实测。测量发现，巷道顶板部位的位移量仅为0.3米，两帮部位的位移量仅为0.4米，整体开采断面的收缩率约为12%，达成了良好的巷道控制效果。同时，巷道整体的形变程度较低，可满足下一阶段的煤料运输、环境通风、设施安装、安全管理等采煤施工需求。

4 薄煤层综采沿空留巷技术的作业体会

在薄煤层综采沿空留巷技术的应用过程中，主要总结出以下几点体会与启示：

①沿空留巷技术具有系统性特点，其技术落实质量会受到环境、材料、工艺等多方面影响。因此，必须要对巷道在掘进施工前、中、后期的数据进行精确记录与科学对比，以确保沿空留巷技术流程设计中各工艺参数的准确性。同时，还应充分考虑到煤岩层自然运动对巷道结构的影响，从而做好器材强度、布设位置、布设数量的合理设计，以达成出最佳的巷道支护效果，避免巷道在预留期间发生严重形变问题。②在沿空留巷技术的施工过程中，做好现场施工活动的严格管理尤其重要。一方面，应准确把控锚杆支护结构的搭建时机；另一方面，应准确把控锚杆材料的顶端、低端搭设位置，以保证锚杆牢固支护与巷道顶底板之间，继而将填充墙、巷道顶板、巷道地板联结成一个结构稳定、受力均匀的整体结构，实现巷道、围岩、填充墙三方的形变控制[4]。

5 结语

总而言之，通过主动构建巷道内部支护结构、合理选择锚杆布设位置等技术措施，能有效实现薄煤层特殊环境条件下沿空留巷的技术应用，从而将巷道顶板、底板及内部填充墙连接成一个整体，实现巷道结构形变问题的有效控制，为后续煤矿开采施工提供极大便利。