康保礦業(yè)公司張紀(jì)井31503下順槽沿空留巷技術(shù)應(yīng)用

羅英明

摘要：康保礦業(yè)公司為了提高巷道利用率、增加資源回收率及降低生產(chǎn)成本，從根本上緩解采掘緊張的局面，31503綜采工作面下順槽采用沿空留巷技術(shù)保留巷道作為31505綜采工作面的上順槽。

關(guān)鍵詞：綜采工作面沿空留巷技術(shù)應(yīng)用

1、概述

康保礦業(yè)公司為冀中能源張家口礦業(yè)集團(tuán)子公司，原為地方國(guó)有煤礦，張礦集團(tuán)2004年6月購(gòu)并，成為省屬國(guó)有企業(yè)。張紀(jì)井位于康?？h張紀(jì)鎮(zhèn)境內(nèi)，交通便利。張紀(jì)井淺部為長(zhǎng)焰煤，深部為氣煤，低位發(fā)熱量5000大卡以上，含硫0.5%以下。長(zhǎng)焰煤可作動(dòng)力、氣化用煤和民用煤，氣煤可用于煉焦配煤。

31503采面下順槽沿空留巷的目的是為了加快31505綜采工作面的裝面工作，實(shí)現(xiàn)無(wú)煤柱開(kāi)采、增加資源回收、降低生產(chǎn)成本、提高掘進(jìn)效率、縮短工作面銜接周期，從根本上緩解張紀(jì)井采掘銜接緊張的局面。31503采面下順槽沿空留巷的總長(zhǎng)度為500m。

2、巷道斷面

31503采面下順槽的凈斷面規(guī)格為凈寬×凈高=4.0m×2.6m；為保證沿空留巷后的斷面尺寸能夠滿足31505采面的通風(fēng)、行人、運(yùn)輸?shù)劝踩a(chǎn)需要，同時(shí)預(yù)留出巷道變形的基本要求，因此沿空留巷的斷面尺寸定為凈寬×凈高=3.0m×2.5m。

3、沿空留巷支護(hù)設(shè)計(jì)的理論依據(jù)及支護(hù)原則

3.1 沿空留巷的圍巖變形分析

沿空留巷和回采面均位于采空區(qū)邊界和煤體的交界處，其一側(cè)受到煤壁和支護(hù)系統(tǒng)的支撐，導(dǎo)致頂板傾斜下沉，表明沿空留巷和回采面具有一些相同的圍巖變形和支護(hù)載荷特征。巷道上方裂隙帶巖層取得平衡之前的強(qiáng)烈傾斜下沉是影響沿空留巷巷道變形的決定因素，一方面這種不可控制的傾斜下沉決定了沿空留巷變形量的大小，另一方面正是由于這種變形使得巷道上方的裂隙巖塊間彼此旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，產(chǎn)生較大的水平推力，進(jìn)而增大了巖塊間的平衡力。巷道支護(hù)的主要作用是維持其上方易落帶巖層的平衡和穩(wěn)定。

3.2 沿空留巷圍巖變形的構(gòu)成

沿空留巷的總變形量主要由圍巖變形三部分構(gòu)成：一是老頂裂隙梁的彎曲下沉量；二是直接頂巖層破碎下沉后的離層高度；三是底板鼓起高度。在足夠的支護(hù)阻力下，直接頂離層引起的下沉量是很小的，此時(shí)圍巖變形中頂板下沉部分主要由老頂彎曲下沉引起。巷道底鼓是由于底板在高應(yīng)力作用下發(fā)生塑性變形或破壞，從而向自由空間發(fā)生移動(dòng)的結(jié)果。

3.3 沿空留巷的支護(hù)原則

依據(jù)以上分析其支護(hù)原則為：剛?cè)岵?jì)、合理讓壓、預(yù)留變形、實(shí)時(shí)支護(hù)。決定采用錨索梁配合密集木支柱、單體液壓支柱作為沿空留巷的支護(hù)方式。

3.4 沿空留巷施工工藝

沿空留巷的施工工藝分為三部分：留巷前期巷道頂板錨索梁加固、密集切頂留巷、留巷后期維護(hù)。

4、支護(hù)方式

采用錨索梁以及密集木支柱、單體液壓支柱作為沿空留巷的支護(hù)方式，其中密集的主要作用是能夠控制沿空留巷的動(dòng)壓變形，錨索梁加固是沿空留巷后期主要支護(hù)作用，形成并保持懸臂梁的穩(wěn)定，單體液壓支柱配合金屬鉸接頂梁是對(duì)巷道進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。

4.1 錨索梁支護(hù)

共打設(shè)兩排錨索梁，錨索長(zhǎng)度選擇應(yīng)能深入基本頂至少1米，長(zhǎng)度選為6.5米。第一排錨索梁打設(shè)在采空區(qū)側(cè)距離巷道中心線1500mm處，距離巷道上幫的間距為500mm，起到一個(gè)支撐頂板和阻擋木點(diǎn)柱的作用；第二排錨索梁打在采空區(qū)側(cè)距巷道中心線200mm，兩排錨索梁的排距為1300mm，第二排錨索梁是利用錨索的懸吊原理使巷道頂板具有主動(dòng)支護(hù)頂板的作用。

4.2 密集支護(hù)設(shè)計(jì)

巷道基本支護(hù)應(yīng)控制直接頂并使其與老頂貼緊，因此支護(hù)強(qiáng)度至少應(yīng)當(dāng)平衡直接頂?shù)膸r重，還能克服受到的工作面動(dòng)壓影響。為此采用密集做為柔性支護(hù)，不僅能對(duì)圍巖向巷道內(nèi)變形和移動(dòng)產(chǎn)生一定的阻力，且木質(zhì)材料本身又具有某種程度的變形能力，可以保證支護(hù)具有與圍巖移近量相適應(yīng)的可縮量，提高巷道支護(hù)的質(zhì)量。所以在采空區(qū)側(cè)錨索梁的內(nèi)側(cè)打設(shè)兩排密集木點(diǎn)柱進(jìn)行支護(hù)，打設(shè)密集木點(diǎn)柱時(shí)下要穿柱鞋上要背楔，在打木點(diǎn)柱時(shí)頂部必須使用木楔背緊打牢，防止被老空區(qū)滾落的煤矸打倒。

4.3 單體液壓支護(hù)

單體液壓支柱配金屬鉸接頂梁加強(qiáng)巷道頂板的支護(hù)，首先順著巷道方向打兩排單體支柱，兩排單體柱的間距為1100mm；第一排單體柱打在采空區(qū)側(cè)距離巷道中心線為1000mm，相鄰單體支柱的柱距為500mm；第二排單體支柱打在中線的另外一側(cè)距離巷道中心線100mm。第一排單體支柱的柱距為500mm，第二排單體支柱的柱距為1000mm。

4.4 堆砌黃土墻

為了防止向采空區(qū)漏風(fēng)，決定采取用水泥袋裝入黃土砌墻的方法進(jìn)行封堵，同時(shí)要求選用無(wú)大塊、粘結(jié)度較好的黃土。黃土袋的填放位置在外面一排木點(diǎn)柱與單體支柱之間，使用黃土袋堆砌土墻時(shí)要保證袋與袋之間錯(cuò)落有致，并且在層與層之間撒上一些黃土來(lái)加大密封性。

5、結(jié)語(yǔ)

張紀(jì)井31505工作面已回采完畢，通過(guò)對(duì)31503工作面下順槽沿空留巷技術(shù)的應(yīng)用檢驗(yàn)，沿空留巷技術(shù)不但可提高煤炭回收率、巷道利用率及節(jié)約煤炭生產(chǎn)成本，還能解決礦井的采掘接替緊張問(wèn)題。但沿空留巷對(duì)直接頂及底板巖性有一定的要求，同時(shí)還應(yīng)注意做好防止采空區(qū)漏風(fēng)及防滅火工作。