劉承文

摘要：沿空留巷技術(shù)是煤礦開采技術(shù)的一項(xiàng)重大改革，其能夠更好地實(shí)現(xiàn)無煤柱戶巷。這項(xiàng)技術(shù)具有很多優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下方面：開發(fā)煤炭資源，提高煤炭資源的采出率，延長(zhǎng)礦井的服務(wù)年限，減少巷道掘進(jìn)量、緩解采掘接替矛盾、取消孤島工作面及縮短搬家時(shí)間、防止發(fā)火等。基于此，文章闡述了沿空留巷支護(hù)技術(shù)的概念，分析了沿空留巷支護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)沿空留巷支護(hù)技術(shù)存在的問題，總結(jié)了相應(yīng)的措施。

關(guān)鍵詞：巷旁充填式；薄煤層；機(jī)械化工作面

1、前言

我國(guó)煤礦企業(yè)目前積極倡導(dǎo)和推廣應(yīng)用無煤柱沿空留巷開采技術(shù)，在煤礦企業(yè)實(shí)施過程中，有的成功，有的失敗，究其原因，大部分則為沒有掌握無煤柱沿空留巷開采技術(shù)的適用條件，就盲目組織施工，對(duì)沿空留巷前所施工的巷道沒有做充分的準(zhǔn)備，對(duì)沿空留巷前巷道頂?shù)装鍘r性、地質(zhì)構(gòu)造、周期來壓等沒有充分的考慮，加之沿空留巷支護(hù)強(qiáng)度承載能力不足導(dǎo)致變形、斷裂，無法修復(fù)，采空區(qū)漏風(fēng)造成瓦斯等有害氣體涌出或采空區(qū)煤炭自燃而引起火災(zāi)。這些因素是沿空留巷失敗的主要原因。

2 技術(shù)產(chǎn)生背景

我國(guó)薄煤層的儲(chǔ)量約占總儲(chǔ)量的20%，但其開采利用率很低，僅占全國(guó)總產(chǎn)量的10.4%；近年來，我國(guó)大部分煤礦隨著開采年限的增加，每年以10-20m的速度在向下延伸，下延速度快，開采難度增加；深部巖石力學(xué)行為特殊，賦存的環(huán)境差，治理難度大，工程量繁多，瓦斯的涌出量大，突出威脅急劇增大。如何才能在確保安全的情況下提高煤炭的利用率，減少煤炭損失、增加煤礦的效益；如何才能將危害人身安全的瓦斯得以利用；薄煤層沿空留巷Y型通風(fēng)無煤柱煤與瓦斯共采技術(shù)就能很好的解決這一問題。采用Y型通風(fēng)方式不僅解決了U型通風(fēng)工作面上隅角瓦斯積聚超限的難題，也降低了工作面回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛?，進(jìn)而將少瓦斯事故的發(fā)生。

3 薄煤層群無煤柱沿空留巷開采技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展方向

薄煤層群無煤柱開采，首采關(guān)鍵卸壓層，沿首采面采空區(qū)邊緣快速機(jī)械化構(gòu)筑高強(qiáng)支撐墻體將回采巷道保留下來。采用無煤柱連續(xù)開采，實(shí)現(xiàn)被保護(hù)層全面卸壓，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益顯著。

3.1對(duì)緩（傾）斜、中斜煤層長(zhǎng)壁式開采，關(guān)鍵是不斷改進(jìn)采煤工藝，根本的出路在于推行機(jī)械化。要多層次地、因地制宜地應(yīng)用和發(fā)展先進(jìn)的、適用的機(jī)械化采煤技術(shù)。

發(fā)展綜合機(jī)械化采煤工藝是我國(guó)趕超世界先進(jìn)水平的主要方面，目前，我國(guó)已奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。今后要鞏固現(xiàn)有綜采的成果，擴(kuò)大應(yīng)用工作面全自動(dòng)化控制技術(shù)，努力提高操作技術(shù)和管理水平，提高設(shè)備可靠性、設(shè)備利用率及工時(shí)利用率，提高工作面單產(chǎn)水平和經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，要研制困難條件下，如三硬、三軟、大傾角、大采高等條件下的綜采技術(shù)和裝備，擴(kuò)大綜采的應(yīng)用范圍。

采用采煤機(jī)落煤、裝煤，單體液壓支柱支護(hù)為主要特征的普采工藝在當(dāng)前仍不失為一種較先進(jìn)的技術(shù)。它具有投資較少、單產(chǎn)和效率較高、生產(chǎn)較安全等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)我國(guó)煤礦有廣泛的適應(yīng)性，仍應(yīng)繼續(xù)推廣和發(fā)展。

炮采工藝機(jī)械化水平低，人工勞動(dòng)量大，但裝備少，投資少，靈活，對(duì)地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。在回收邊角煤柱，不規(guī)則工作面回采，難采煤層開采或地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域內(nèi)開采時(shí)仍具有優(yōu)勢(shì)，仍是我國(guó)地方小煤礦主要的采煤工藝方式。

3.2走向長(zhǎng)壁采煤法技術(shù)簡(jiǎn)單，應(yīng)用成熟，具有廣泛的適應(yīng)性，是我國(guó)開采緩（傾）斜、中斜煤層應(yīng)用最廣的方法。要結(jié)合礦井煤層開采條件和采煤工藝的發(fā)展，改進(jìn)巷道布置，優(yōu)化采區(qū)系統(tǒng)和參數(shù)，為集中、穩(wěn)產(chǎn)、高效、安全生產(chǎn)創(chuàng)造良好條件。

傾斜長(zhǎng)壁采煤法生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，工程量少，在傾角12度以下的煤層中應(yīng)用，能取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，應(yīng)大力推廣。

3.3近水平、緩（傾）斜、中斜厚煤層在我國(guó)煤礦生產(chǎn)中占有相當(dāng)大的比重，合理地開采這類煤層可以采用不同的技術(shù)途徑。

傾斜分層下行垮落采煤法是比較成熟的采煤方法，已在不同礦井的各分層成功地實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、綜合機(jī)械化采煤，今后仍將較廣泛采用，并應(yīng)進(jìn)一步推廣和改進(jìn)機(jī)械化采煤工藝，研究分層采高的控制、假頂材料的選擇，減少巖石巷道的掘進(jìn)量，改進(jìn)巷道布置。

我國(guó)已有多個(gè)礦井成功地采用了大采高綜采一次采全厚采煤法開采層厚3.5～5m的煤層，這種方法可以簡(jiǎn)化巷道布置，減少巷道掘進(jìn)和維護(hù)，節(jié)約假頂材料。在煤層傾角不大、煤層和頂?shù)装鍘r性適宜的礦井，可以重點(diǎn)應(yīng)用和推廣，并要繼續(xù)改進(jìn)設(shè)備，完善工藝。

厚煤層放頂煤采煤法發(fā)展較快，是開采技術(shù)的新突破，在工作面采高不加大的情況下，可大大增加一次開采厚度。一般用于開采5m以上的厚煤層，有些礦區(qū)開采3.8m以上的厚煤層。該采煤方法可以簡(jiǎn)化巷道布置，降低巷道掘進(jìn)率，提高采煤工效，降低噸煤生產(chǎn)費(fèi)用。要進(jìn)一步研究提高煤炭采出率的途徑及防止自燃和瓦斯積聚等措施，保證工作面正常、安全生產(chǎn)。

4 采區(qū)巷道布置方式

4.1 支護(hù)方式

頂板采用7根Φ22mm×L2200mm無縱肋螺紋鋼式樹脂錨桿配"W"鋼帶（5800×280×3mm）及塑鋼網(wǎng)支護(hù)，7孔，間排距900×1000mm。以巷道中心線為基準(zhǔn)左右各1m處雙排布置錨索，錨索間排距2000×3000mm。錨索規(guī)格為Φ17.8×L6200mm（鳥巢式）。眼孔為Φ32mm；錨索滯后迎頭不大于6m。錨索外露長(zhǎng)度為150～200mm，外露端采用300×300×12mm鋼制方錨盤貼緊圍巖支護(hù)。兩幫各采用3根Φ22mm×L2200mm無縱肋螺紋鋼式樹脂錨桿，配兩頁(yè)"W"鋼帶（2200×280×3mm）、（1400×280×3mm）搭接支護(hù)，其中2.2m鋼帶與頂板肩窩錨桿搭接，1.4m鋼帶搭接至底板錨桿，間排距1000×1000mm，網(wǎng)采用塑鋼網(wǎng)，加長(zhǎng)錨，錨固長(zhǎng)度不低于700mm。在沿空幫順巷道走向按間距2000mm打設(shè)4m長(zhǎng)錨索加桁架梁加強(qiáng)支護(hù)，桁架梁采用9#工字鋼制作，長(zhǎng)2.4m，孔距2m。

4.2 質(zhì)量要求

錨桿的錨固方式頂板及兩幫都實(shí)行加長(zhǎng)錨，錨固長(zhǎng)度≥700mm，預(yù)緊力不小于400N·m，巖石中的錨固力為130kN，煤層中的錨固力70kN。錨桿錨固力檢測(cè)時(shí)，達(dá)到設(shè)計(jì)值的90%為合格。錨桿的安設(shè)要垂直于巷壁，與巷壁夾角不小于75°，W鋼帶要緊貼巖面不松動(dòng)，接觸面積≥80%，錨桿外露長(zhǎng)度為3050mm，使前探梁的錨桿外露40～80mm，錨桿直徑與孔徑、錨固劑直徑要匹配，錨桿直徑與孔徑之差應(yīng)保持在6～12mm范圍之內(nèi)，孔徑與錨固劑直徑之差應(yīng)保持在3～5mm范圍之內(nèi)。兩幫錨桿配用W鋼帶（2200×280×3mm）、（1400×280×3mm），鋼帶要垂直于巷道走向，錨桿要成行成列布置，網(wǎng)采用塑鋼網(wǎng)，聯(lián)網(wǎng)采用打包帶每格必穿；網(wǎng)與網(wǎng)之間搭接一個(gè)格。

5、結(jié)束語

沿空留巷技術(shù)是煤礦開采技術(shù)的應(yīng)用，可以降低噸煤成本，提高回采率，薄煤層群無煤柱開采技術(shù)的應(yīng)用是我國(guó)現(xiàn)代煤礦今后發(fā)展的一個(gè)重要組成部分。

參考文獻(xiàn)

[1]鞏躍斌，華明國(guó)，張超，等. 高瓦斯綜采工作面沿空留巷充填體寬度優(yōu)化[J]. 煤礦安全，2018，49（7）.

[2]佚名. 薄煤層下短距離泵送混凝土 充填沿空留巷技術(shù)研究[J]. 煤炭工程，2018，50（11）：10-13.

[3]張建，董建軍，張海峰. 黃河北煤田薄煤層砂巖頂板沿空留巷工藝深度優(yōu)化[J]. 山東煤炭科技，2018（3）：147-148.

[4]李有春. 綜放工作面巷旁充填沿空留巷支護(hù)技術(shù)研究[J]. 山西煤炭，2018，38（2）：17-20.

（作者單位：江蘇省徐州市豐縣首羨鎮(zhèn)徐州李堂礦業(yè)有限公司）