徐春輝

山西中煤華晉能源有限責任公司王家?guī)X礦

王家?guī)X煤礦窄煤柱沿空掘巷施工技術分析

徐春輝

山西中煤華晉能源有限責任公司王家?guī)X礦

煤礦資源的高效利用，對我國經(jīng)濟水平的提高有著至關重要的作用。井下采煤作為煤礦開采中的一個核心環(huán)節(jié)，其開采技術的高低將在很大程度上影響我國煤礦業(yè)未來發(fā)展進程的快慢。本文以王家?guī)X煤礦為例，重點分析煤礦窄煤柱沿空掘巷施工技術，以求為相關人士提供參考。

煤礦；窄煤柱沿空掘巷；施工技術

1.工程概況

王家?guī)X煤礦初步設計巷道布置采用較大的保護煤柱，即上一工作面與下一工作面的順槽之間留設20m的保護煤柱。20103工作面為走向長壁綜合放頂煤開采，井下標高+555～+575m，相對地面標高+769～+915m。煤層平均厚度6.2m，傾角-2～+4°。20103工作面北部為20105工作面采空區(qū)，兩工作面間的區(qū)段煤柱寬度為8m，20103工作面的南部為尚未開采的20101工作面，20103工作面東部為中央回風大巷、中央膠帶大巷和中央輔運大巷。20103工作面長度為261m，推進長度1230m。

2. 20103膠帶巷破壞分析

20103膠帶巷留設的保護煤柱只有8m，煤柱已經(jīng)受20105工作面采動影響，已經(jīng)產(chǎn)生了塑性變形，承載力明顯降低。因此，在支護設計中，我們加強了對煤柱、煤幫的加固和頂板支護的加強。且在巷道的掘進時，圍巖已處于20105工作面采動影響趨于穩(wěn)定期。因此，20103膠帶巷破壞并不嚴重；由于煤柱已處塑性變形區(qū)，已經(jīng)破壞，所以，在20103回采時，在出口附近煤幫出現(xiàn)碎煤網(wǎng)兜。

3.巷道支護

20103工作面膠帶巷為矩形斷面，掘進斷面規(guī)格為5600mm× 3550mm(寬×高)，鋪地厚度150mm，在巷道掘進方向的一幫布置水溝。

巷道采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護，頂部錨桿采用φ20×2500mm的左旋螺紋鋼，間排距為1000×900mm，采用φ14mm鋼筋梁將頂錨桿銜接，頂板錨索梁采用非對稱布置，用φ17.8×8025mm錨索+槽鋼+φ16mm鋼筋梁，間排距為1500×1800mm，3-3布置，另增邊錨索進行補強，頂部網(wǎng)片采用Φ6mm的鋼筋網(wǎng)。兩幫錨桿均采用φ18×2000mm的普通金屬錨桿，φ10mm鋼筋梁將幫錨桿銜接，網(wǎng)片采用菱形金屬網(wǎng)；煤柱側錨桿間排距為900×900mm，另外沿巷道走向打設2排錨索梁，其中錨索為φ17.8×5250mm，錨索梁為φ16mm鋼筋梁，間排距1400×1800mm；煤體側錨桿間排距為1200×900mm。每根頂錨桿使用1支Z23/60樹脂藥卷和1支CK23/35樹脂藥卷，每根幫錨桿使用1支Z23/60樹脂藥卷；每根錨索使用2支Z23/60型和1支CK23/35樹脂藥卷。

4.窄煤柱與寬煤柱巷道變形對比

20102工作面北部布置回風巷，回風巷的北部為20104工作面采空區(qū)，兩工作面間的區(qū)段煤柱寬度為20m，20102工作面的南部為小窯巷道保護煤柱邊界。20103工作面西部為中央輔運大巷、中央膠帶大巷和中央回風大巷，工作面長度為255m，推進長度1400m。

20102回風巷掘進設計斷面為矩形，掘進斷面規(guī)格為5200mm ×3500mm。巷道設計支護采用錨網(wǎng)索+鋼筋梯聯(lián)合支護形式。頂板錨桿選用Φ20×2500mm的左旋螺紋鋼錨桿，間排距為900×900mm；錨索選用Φ17.8×6300mm的鋼絞線，錨索間排距為2000×1800mm，呈2-1-2布置；回采側幫部錨桿采用Φ20×2000mm的玻璃鋼錨桿，煤柱側幫部錨桿采用Φ18×2000mm的普通金屬錨桿，錨桿間排距為1200×900mm。

5.回風巷破壞分析

20102回風巷頂?shù)装鍘r性：直接頂為砂質泥巖，易碎；直接底為泥巖，較軟，不易碎。從煤及頂?shù)装鍘r性分析，煤質較脆，易破碎，裂隙發(fā)育。直接頂為砂質泥巖，易碎，是巷道兩幫及頂板破碎的原因之一。

20102工作面與20104工作面屬于同一翼采區(qū)，所以壓力分布曲線相似；20102工作面回風巷與20104工作面采空區(qū)的區(qū)段煤柱為20m，在20104工作面采動應力影響升高區(qū)且接近峰值的位置，20104采空區(qū)的釋放壓力使得20102回風巷煤巖破壞；但由于煤柱較大，煤柱具有較大的承載力，使應力傳遞到巷道底板，使20102回風巷道產(chǎn)生地鼓；在已破壞了的圍巖體內，隨著20102工作面的回采，回風巷頂板隨之冒落，對超前范圍內的頂板及兩幫存在20102工作面采空區(qū)的采動壓力，使20102回風巷煤巖再次受到破壞，圍巖的再次受到蠕動，使巷道再次下沉和地鼓。

6.施工中安全控制

(1)從技術層面提升煤礦企業(yè)的安全性。建立完善的煤礦安全生產(chǎn)保障體系離不開科學技術支持，根據(jù)相關數(shù)據(jù)可以知道，科學技術對國民經(jīng)濟有良好的推動效果。但是現(xiàn)在中國煤炭經(jīng)營方式比較落后，導致煤礦企業(yè)綜合競爭能力較差。為了改善這一現(xiàn)狀，應該積極使用先進的生產(chǎn)技術，不斷使用生產(chǎn)技術改革煤礦生產(chǎn)，這樣才能提升煤礦生產(chǎn)效率，同時保證煤礦生產(chǎn)安全。

(2)制定良好的管理制度。在對煤礦進行安全監(jiān)督過程中，對于出現(xiàn)的安全問題，應該按照相關規(guī)范制定合適的制度進行處理，對煤礦工作進行處理時應該按照工作種類的不同將工作人員進行分組，加強相關工作人員的責任心，完善嘉獎制度，這樣才能調動積極性，進而大大減少安全事故發(fā)生的情況。

結束語：

在進行煤礦開采作業(yè)時，必須要以保證開采安全為核心任務，其次就是要提高采煤技術的有效性，保證煤礦的采出率。所以，在工作過程中，煤礦開采人員必須要注意對煤礦開采經(jīng)驗的總結，不斷改進井下開采技術，提高自身的綜合素質水平，為煤礦井下開采作業(yè)的安全性提供保障，為我國煤礦業(yè)的蓬勃發(fā)展奠定基礎，進一步實現(xiàn)煤礦產(chǎn)業(yè)對我國經(jīng)濟發(fā)展水平的促進作用。

[1]沈順平.三軟煤層沿空掘巷窄煤柱穩(wěn)定性分析及圍巖控制研究[D].安徽理工大學，2016.

[2]于元林，劉亞鵬.頂板未穩(wěn)定情況下沿空掘巷區(qū)段窄煤柱寬度研究[J].能源技術與管理，2016，03：73-75.

[3]史英男，劉海峰.“兩軟一硬”煤層沿空掘巷合理煤柱寬度確定[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2016，03：49-52.