肖 巍

敦化市國土資源局礦產(chǎn)分局，吉林敦化 133700

沿空留巷技術(shù)在我國許多煤礦已被應(yīng)用，沿空留巷技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，在條件適宜的礦井采用可以緩解采煤工作面接續(xù)緊張的局面，可以節(jié)約大量的巷道掘進(jìn)費(fèi)用。以筆者曾經(jīng)實(shí)習(xí)工作過的黑龍江雙鴨山集賢煤礦為例，集賢煤礦在30余年的應(yīng)用實(shí)踐中不斷進(jìn)行留巷支護(hù)改革，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 礦井概況

集賢煤礦1968年破土動(dòng)工，1974年10月簡易投產(chǎn)，初期設(shè)計(jì)能力60萬t/年，1974年經(jīng)煤炭部立項(xiàng)，1989年完成改擴(kuò)建工程，設(shè)計(jì)能力提高到120萬t/年，現(xiàn)有地質(zhì)儲(chǔ)量8881.9萬t，尚可服務(wù)年限74年，具有非常廣闊的發(fā)展前景。集賢煤礦是合江地區(qū)煤田的一部分，煤系地層為中生界侏羅系地層，主要含煤地層為雞西群城子河組，共含煤層十余層，其中厚度大于0.7m的可采煤層共七層，分別為3#、5#、9#、12#、15#、16#、17#等煤層，總厚度8.13m。其中9#、16#煤層是本礦普遍發(fā)育的主采層，9#煤層平均厚度為1.86m，傾角18°，淺部頂板層節(jié)理發(fā)育，極易冒落，為Ⅰ級(jí)頂板，夾矸厚度為0.5m～0.8m，為黑色細(xì)砂巖，性脆，遇水成泥狀，向深部發(fā)展，夾矸變薄，頂板變硬。16#煤層平均厚度為1.32m，傾角14°，直接頂為平均1.2m的復(fù)合頂板，由頁巖、砂巖和薄煤互層構(gòu)成，在現(xiàn)有條件下用普采頂板不易管理。其它各層圍巖條件較好，但均屬局部發(fā)育。

2 問題的提出

隨著采煤機(jī)械和運(yùn)輸提升機(jī)械功率的不斷增大，采煤工作面的推進(jìn)速度也相應(yīng)的提高了許多，因此，采煤工作面的正常接續(xù)又成為煤礦生產(chǎn)的一個(gè)新課題。集賢煤礦可采煤層均低于1.9m，3#層、12#層煤厚均在1.2m左右，5#層、9#層煤厚均在1.5m左右，對(duì)于薄煤層巷道掘進(jìn)巖石拉底量、出貨量大，相應(yīng)地造成矸石運(yùn)輸工作量增大和掘進(jìn)成本增加，降低了掘進(jìn)速度，造成了采煤工作面接續(xù)緊張的局面。采用沿空留巷技術(shù)很好地解決了采煤工作面接續(xù)緊張的局面，同時(shí)也節(jié)約了大量的回采巷道掘進(jìn)費(fèi)用，收到了良好的效果。

3 沿空留巷技術(shù)在集賢煤礦的發(fā)展

單孔掘進(jìn)沿空留巷技術(shù)在集賢煤礦1.8m以下煤層中已推廣應(yīng)用多年。從1974年投產(chǎn)至今已發(fā)展成3種形式。第一種，1974年～1994年，巷道采用工字鋼棚子支護(hù)，棚距1.0m，巷旁采用矸石帶支護(hù)，矸石帶寬4.0m。第二種，1994年～2003年，巷道內(nèi)以掘進(jìn)時(shí)的錨桿支護(hù)作為巷內(nèi)支護(hù)，巷旁采用水泥煤漿矸石墻支護(hù)，墻體寬為2.4m。第三種，2003年以來，該礦在4309采區(qū)的幾個(gè)工作面在支護(hù)技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)，即以單孔掘進(jìn)打設(shè)的錨索作為巷內(nèi)支護(hù)，巷旁采用水泥煤漿砌矸石墻作為支護(hù)，取得了良好效果。

實(shí)例1。該礦1209采區(qū)左二片工作面，面長110m，采高1.5m，無偽頂，直接頂厚1.9米，直接頂與老頂間有一層厚0.1m的煤線，層節(jié)理不發(fā)育。原巷道支護(hù)是錨桿支護(hù)，兩排矩形布置，間排距為1.0m×1.0m，巷寬2.8m，直接頂垮落步距23m左右，該面在回采過程中留巷方法為：

1）巷旁支護(hù)采用水泥煤漿砌筑矸石墻，墻體寬2.4m，留巷內(nèi)采用滯后工作面50m，沿巷道打設(shè)兩排單體液壓支柱，柱距1.2m，排距1.4m。由于空區(qū)外50m頂板基本穩(wěn)定，因此，滯后的單體隨工作的推進(jìn)向前移動(dòng)，而空區(qū)50m內(nèi)的單體能更好地保護(hù)石墻并控制頂板下沉。該面回采后，局部巷道發(fā)生冒頂，大部分巷道狀態(tài)良好；

2）沿空留巷后，該巷道頂?shù)装彘g移近量平均0.2m～0.3m，巷道高度1.8m，巷道斷面4.86m2～5.32m2，此巷道作為左二片工作面的料道及回風(fēng)巷，采煤工作面采用上行通風(fēng)，工作面入風(fēng)量243m3/min，回風(fēng)量228m3/min，漏風(fēng)15m3/min，工作面風(fēng)流穩(wěn)定，上隅角風(fēng)量正常，同時(shí)巷道高度也滿足下料運(yùn)輸及行人要求，符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，該留巷巷道645m長，回采后共有4處頂板發(fā)生冒落，總計(jì)冒頂長40m，最大冒高2.0m,與直接頂厚度相同；

3）該巷道節(jié)約鋼梁棚子支護(hù)費(fèi)用及其他費(fèi)用4萬余元，節(jié)省坑木費(fèi)用8千余元，總計(jì)節(jié)省3.8萬余元。

實(shí)例2。由于錨索支護(hù)技術(shù)的推廣，為加強(qiáng)留巷直接頂?shù)闹ёo(hù)強(qiáng)度，該礦在掘進(jìn)施工4309右三片時(shí)，采用了錨索支護(hù)，錨索兩排矩形布置，間距2.0m，排距1.4m，托盤長0.5m，與巷道方向平行打設(shè)，錨索繩長4.0m，錨深3.7m，處露0.3m，采用2支藥卷錨固，錨固長度1.2m，巷道寬2.8m，巷高2.1m，回采時(shí)需留巷580m。

（1）巷旁支護(hù)采用水泥煤漿砌矸石墻，墻體寬2.0m，留巷內(nèi)滯后支護(hù)及要求與1209采區(qū)左二片相同，在該面回采完后，留巷狀態(tài)良好，無一處冒頂；

（2）沿空留巷后，該巷道頂?shù)装彘g移近量在0.1m～0.2m之間，巷道高1.9m～2.0m，更好地保證了留巷巷道的斷面及頂板的完整性；

（3）該留巷巷道的錨索成本雖高于錨桿成本，但由于錨索間距是錨桿間距的2倍，巷旁支護(hù)的水泥煤漿矸石墻的寬度減小0.4m，既節(jié)省了水泥消耗又節(jié)省了取矸量。再者，采用錨索支護(hù)后防止了直接頂與老頂間的離層冒落，避免了處理冒頂?shù)娜斯べM(fèi)和材料費(fèi)，同時(shí)也減少了安全隱患。經(jīng)計(jì)算，該面節(jié)省了支護(hù)費(fèi)用（包括處理冒頂?shù)闹ёo(hù)）17400元，人工費(fèi)3200元，總計(jì)節(jié)省20600元。

4 三種沿空留巷技術(shù)分析

沿空留巷實(shí)質(zhì)就是如何控制巷道直接頂不冒落。采用第一種支護(hù)方法，取矸困難，勞動(dòng)強(qiáng)度大，二次支護(hù)又是被動(dòng)支護(hù)頂板，成本高。第二種支護(hù)方法，取矸量較小，勞動(dòng)強(qiáng)度及其他方面都優(yōu)于第一種方法。在直接頂穩(wěn)定的條件下，采用第三種方法將成為該礦的最佳支護(hù)方式，它從安全生產(chǎn)、成本效益等方面均優(yōu)于第一、二種留巷支護(hù)方法。采用第二種與第三種留巷技術(shù)，可以取消巷內(nèi)棚子的原因在于：1）留巷巷道處于減壓區(qū)內(nèi)，頂板下沉量通過實(shí)測(cè)在0.1m～0.25m之間，在頂板巖石彈度內(nèi)只會(huì)離層，不會(huì)產(chǎn)生斷裂；2）由于原巷道是錨桿支護(hù)，預(yù)應(yīng)力大，錨深可根據(jù)頂板巖性進(jìn)行調(diào)節(jié)，可將各層緊緊壓成一體，是積極支護(hù)。且每根錨索或錨桿相當(dāng)于是一根強(qiáng)有力的點(diǎn)柱，減少了頂板的跨度，增加了頂板的穩(wěn)定性；3）在載荷的作用下，直接頂各分層都受壓和拉狀態(tài)，頂板不易發(fā)生離層錯(cuò)動(dòng)，提高了抗彎強(qiáng)度；4）錨索或錨桿對(duì)頂板冒落起懸吊作用。因此在直接頂穩(wěn)定，層理不發(fā)育的巷道內(nèi)，巷旁采用掘進(jìn)的原支護(hù)（錨桿或錨索）為留巷巷道內(nèi)支護(hù)，當(dāng)直接頂厚度在1.5m～8m時(shí)，最適合采用錨索支護(hù)。當(dāng)直接頂離層破碎時(shí)，必須采用工字鋼棚子支護(hù)，由于頂板的離層脫落，錨索或錨桿就失去了支護(hù)作用。

另外，通過實(shí)踐認(rèn)識(shí)到，巷旁支護(hù)不是越寬越好，巷內(nèi)采用錨桿支護(hù)時(shí)，巷旁的水泥煤漿砌成的寬度，是采高的2倍～2.2倍為宜。而巷內(nèi)采用錨索支護(hù)時(shí)，由于其支護(hù)強(qiáng)度大，巷旁的水泥煤漿砌成的石墻，主要起切頂和擋矸作用，其寬度一般取采高的1.5倍～2倍為宜。而巷內(nèi)采用棚子支護(hù)時(shí)，巷旁的石墻寬度取采高的2.5倍～3倍為宜。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，沿空留巷技術(shù)也在不斷變化更新。圍巖支護(hù)由被動(dòng)支護(hù)變主動(dòng)支護(hù)的理論已經(jīng)成熟。所以，在留巷技術(shù)上考慮安全的前提下，既要經(jīng)濟(jì)，也要有利于發(fā)展生產(chǎn)，各煤礦應(yīng)根據(jù)不同的采高，不同的圍巖狀態(tài)，通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，摸索出適合本礦的最有效方法。

[1]華心祝.我國沿空留巷支護(hù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及改進(jìn)建議[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2006(12).

[2]布鐵勇，馮光明，賈凱軍.大采高綜采沿空留巷巷旁充填支護(hù)技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2010(11).

[3]楊百順，謝洪，凌志遷.深井開采沿空留巷頂板錨桿強(qiáng)化控制技術(shù)研究[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2010(4).