畢 鐵

（山西新景煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 陽(yáng)泉 045000）

1 概況

3123綜采工作面位于+525m水平，埋深450m～490m，地表位于簸箕掌村西側(cè)與佛洼溝東側(cè)之間，井下位于佛洼采區(qū)南翼中部，東為7211工作面（已采），北隔采區(qū)大巷為3214工作面，西為3215工作面（正掘），南為太舊高速公路保護(hù)煤柱。工作面走向長(zhǎng)1533m，傾斜長(zhǎng)為222～231m，面積351880m2。煤層傾角較小，一般在2°～10°，大部分傾角為6°左右，工作面老頂為4.61m的灰白色的細(xì)粒砂巖，直接頂為1.25m的灰黑色砂質(zhì)泥巖，直接底板是砂質(zhì)泥巖，厚度為1.6m。煤層賦存穩(wěn)定，地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，適合應(yīng)用沿空留巷技術(shù)。

2 沿空留巷支護(hù)情況分析

2.1 沿空留巷補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)

3123綜采工作面進(jìn)風(fēng)巷為矩形斷面，凈寬為4500mm，凈高為2700mm，沿著煤層底板掘進(jìn)。

（1）采用“錨索+槽鋼托梁”對(duì)中間巷頂板進(jìn)行永久加強(qiáng)支護(hù)。其中在頂板距巷道非工作幫590mm處打設(shè)一排錨索進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，同時(shí)在巷道工作幫頂板距離墻體內(nèi)側(cè)590mm處再打設(shè)一排錨索。該兩排錨索采用相同的規(guī)格，均為Φ21.6×7200mm，間距1800mm，槽鋼托梁為14#槽鋼，長(zhǎng)度L=2200mm。

（2）沿空留巷施工區(qū)：混凝土墻體上方頂板采用與中間巷相同的加強(qiáng)支護(hù)形式（錨索墊片后修改為300×300×16mm），錨索采用與中間巷相同的規(guī)格，錨索的間排距為1800×850mm，金屬經(jīng)緯網(wǎng)護(hù)頂，見(jiàn)圖1。

2.2 巷旁支護(hù)參數(shù)

3123工作面進(jìn)風(fēng)巷原來(lái)寬度為4500mm，留巷后仍為4500mm，旁巷支護(hù)墻體寬度為1200mm。墻體采用強(qiáng)度等級(jí)為C30的混凝土進(jìn)行澆筑施工，采用Φ20×1300mm的高強(qiáng)度螺紋鋼錨栓進(jìn)行加固，限制墻體橫向位移。錨栓兩端各留出50mm的絲扣，錨栓的間排距為900×750mm。

圖1 沿空留巷支護(hù)橫斷面

3 沿空留巷技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果分析

3.1 沿空留巷的技術(shù)效果

（1）改善礦井安全生產(chǎn)條件。3123工作面瓦斯涌出量較高，長(zhǎng)期以來(lái)礦井一直采用一條專用瓦斯尾巷緩解回采巷道上隅角瓦斯積聚問(wèn)題，采用沿空留巷技術(shù)后，留下的巷道可以作為治理瓦斯的通道，可以保證工作面安全高效回采；通風(fēng)系統(tǒng)的改變也符合國(guó)家規(guī)范要求。自實(shí)施沿空留巷以來(lái)，因?yàn)楣ぷ髅嫱咚钩薅鴶嚯姷拇螖?shù)大幅降低。

（2）提高煤炭回收率，有利于礦井的可持續(xù)發(fā)展。新景礦以往在工作面之間留設(shè)20m的保護(hù)煤柱，對(duì)礦井的可采資源造成了極大的浪費(fèi)，服務(wù)年限有所縮短。沿空留巷技術(shù)應(yīng)用后，減少了區(qū)段煤柱的留設(shè)，使采區(qū)的回收率提高了10%。

（3）改善礦井生產(chǎn)條件及工作面作業(yè)環(huán)境。沿空留巷技術(shù)的應(yīng)用，緩解了以往采掘工程在時(shí)間和空間上難以合理協(xié)調(diào)、接替緊張的狀態(tài)，使生產(chǎn)更加集中化。3123工作面采用沿空留巷技術(shù)后，工作面形成了一種新型的Y型通風(fēng)方式，工作面兩條巷道同時(shí)進(jìn)入新鮮風(fēng)流，巷道中粉塵量得到了降低，工人的工作環(huán)境也得到了極大的改善。

3.2 沿空留巷成本及效益分析

（1）沿空留巷每米成本統(tǒng)計(jì)

沿空留巷每米成本統(tǒng)計(jì)具體如表1所示。

（2）效益分析

① 煤柱效益

3123工作面留巷長(zhǎng)度為1300m，該采區(qū)煤層平均厚度為2.9m，密度1.4t/m3，保安煤柱20m，總共可以節(jié)約煤炭資源10.56萬(wàn)t，每噸煤售價(jià)以220元/t計(jì)算，回收一個(gè)煤柱可以增加2322.32萬(wàn)元的收入。

② 少掘巷道效益

留巷成本6277.41元/m，整巷費(fèi)用按1000元/m計(jì)算，長(zhǎng)度按1300m計(jì)算，留巷成本為946.06萬(wàn)元。

高瓦斯礦井回采巷道綜合考慮掘進(jìn)及瓦斯抽采、防突等費(fèi)用，掘巷成本按8500元/m計(jì)算（參考類似條件下巷道掘進(jìn)成本，新景礦掘巷成本3957元，僅為人工及材料費(fèi)），長(zhǎng)度按1373m計(jì)算，掘巷成本為1105萬(wàn)元。

即若采用單巷掘進(jìn)時(shí)，采用沿空留巷可節(jié)省巷道掘進(jìn)費(fèi)用158.94萬(wàn)元。

4 沿空留巷施工存在問(wèn)題及主要措施

（1）防范堵管，保證澆筑正常進(jìn)行。

發(fā)生堵管的主要因素：混凝土粘稠度、管路的密封。

采取措施：混凝土攪拌的粘稠度（配水的多少），需要根據(jù)操作人員的經(jīng)驗(yàn)判斷。水多，混凝土的凝固時(shí)間長(zhǎng)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)不到要求的強(qiáng)度；水少，容易發(fā)生堵管。上料機(jī)點(diǎn)動(dòng)，人工給水，攪拌機(jī)倒開(kāi)，攪拌好后，攪拌機(jī)倒開(kāi)正開(kāi)，再進(jìn)輸送機(jī)。為了保證混凝土粘稠度，設(shè)備操作人員要固定，不要輕易更換。

每班施工時(shí)，必須檢查管路密封，發(fā)現(xiàn)密封損壞，及時(shí)更換。

（2）留巷斷面變形嚴(yán)重，導(dǎo)致單體柱不能回收，通風(fēng)斷面不足，影響風(fēng)量。

巷道的變形主要發(fā)生在底板處和煤柱幫。在支設(shè)有單體柱的地段，留巷順槽的底板鼓起量在2.0m左右，最大鼓起量約為2.2m，在工作面后方距離工作面大于200m處，只有通過(guò)人工將底板挖低才可將單體柱回收，增加了工程量，同時(shí)造成人力資源的浪費(fèi)。

優(yōu)化措施：在工作面后方距離工作面35m時(shí)開(kāi)始回收單體支柱，同時(shí)支設(shè)邊長(zhǎng)為2.0m的方形的木垛來(lái)控制頂板的下沉和底板的鼓起，將底板的鼓起量控制在1.2m左右；為保證工作面風(fēng)量，輔助進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)的通風(fēng)橫貫每100m（間隔一個(gè)橫貫）倒一次。

（3）支撐架掛模裝置沒(méi)有發(fā)揮作用。

由于井下條件的限制，支撐架與柔模之間的距離時(shí)大時(shí)小，難以按照預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)留設(shè)，使得掛模裝置無(wú)法發(fā)揮作用，影響柔模的支設(shè)。

采取措施：以單體柱和木板搭配使用來(lái)取代掛模裝置的作用，其中木板主要起到模具的作用，保證混凝土墻體不變形。該方法實(shí)用性強(qiáng)，在現(xiàn)場(chǎng)取得了良好的應(yīng)用效果。

表1 沿空留巷每米成本統(tǒng)計(jì)表

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)新景公司3#煤3123工作面沿空留巷的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)層面進(jìn)行總結(jié)分析，可以看出3123工作面采用沿空留巷技術(shù)不僅可以取得良好的經(jīng)濟(jì)效果，而且還可以提高礦井的安全生產(chǎn)系數(shù)。同時(shí)，針對(duì)在沿空留巷施工過(guò)程遇到的問(wèn)題也提出了切實(shí)可行的解決方案，并且在實(shí)際應(yīng)用中也取得了良好的效果。3123工作面沿空留巷實(shí)驗(yàn)的成功可以為該礦井其他相似條件的巷道沿空留巷提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。