采后備沿空留巷聯(lián)合支護技術及其應用

【摘 要】我公司龍湖煤礦五采區(qū)二井回采的左三片44煤層，隨開采的加深，地層壓力不斷加大，以往留巷支護技術現(xiàn)已不適應生產需求，在這種情況下，該礦采用螺紋鋼錨桿、錨索、金屬網配合石墻實施沿空留巷聯(lián)合支護。本文主要闡述了地質工作面與支護現(xiàn)狀、沿空留巷設計、解決問題方法、支護的布置方式、參數(shù)選擇及質量要求等技術問題。

【關鍵詞】沿空留巷；聯(lián)合支護；技術；應用

近年來，龍煤七臺河分公司為建設高產高效礦井，采用沿空留巷聯(lián)合支護等技術，嚴抓采后備質量管理，取得了較好的技術成效和經濟效果。本文以龍湖煤礦為例進行技術和經濟分析。

1、抓沿空留巷，為建設高產高效礦井提供支撐

我公司應用沿空留巷技術，近些年來經歷了從膠泥石墻、架木棚子到混凝土澆筑、鋼鐵聯(lián)合支護的漸進歷程。我們針對采后備石墻可縮量很大、支撐強度較低的問題，用煤矸渣混凝土澆注技術，提高支撐強度和效果。木棚支護強度較低、成本較高，使用U型鋼點柱代替木點柱，進行柔性支護，提高了支護效果。對一些煤層礦壓大、采后備巷道可能變形等問題，采取尼龍絲袋裝水泥、碎石等碼砌，高強度錨鎖配合U型鋼點柱支護頂板，實現(xiàn)可縮性支護，較好地控制了巷道變形。在桃山煤礦85號層綜采工作面回采中，成功地應用了這種技術，獲得成功。由于大傾角工作面留巷難度較大，石墻可能發(fā)生下滑、巖石臺可能發(fā)生片幫，我們采用巖石臺拉底砌筑石墻、錨鎖帶鋼帶支護頂板、“天地矛”帶鐵網護幫技術，解決石墻下涌，增加了支護強度，確保了巷道采后不變形，在新鐵煤湖龍湖煤礦等部分礦井獲得成功。

在我公司這樣的煤礦“抓沿空留巷就是抓接續(xù)，就是保安全，就是增效益”，因此，必須健全管理機制、加強生產現(xiàn)場管理，促進了各個煤礦的沿空留巷施工和采后備管理工作。通過強力推進沿空留巷技術，嚴抓采后備質量管理，為安全高效礦井建設提供有力支撐，取得了較高的生產效率和經濟效益：緩解了資源接續(xù)緊張局面，實現(xiàn)了“一巷變兩巷”，減少了掘進量，三年少掘進巷道19萬m3；實現(xiàn)了災害超前治理，為抽采瓦斯、治理災害提供了充足的時間和空間；為采面安裝提供了充足時間，提供了方便條件，全部工作面做到搬家不停產，促進了單產單進穩(wěn)步上升；確保了資源精細化開采，從采用沿空留巷技術以來，我公司累計多回收了資源500萬噸，降低了礦井開采成本，每年施工沿空留巷6萬m3，相當于少掘巷道6萬m3，每年節(jié)約了上千萬元的投入。

采后備是非常重要的生產準備，它是煤礦永恒的工程。目前，我公司要攻克急傾斜煤層石墻穩(wěn)定性、動壓影響采后備二次維護等難題。

2、采后沿空留巷聯(lián)合支護的技術應用

我公司龍湖煤礦五采區(qū)二井回采的左三片44煤層，隨開采的加深，地壓逐漸加大，以往留巷支護技術現(xiàn)已不能滿足生產需求，該礦采用螺紋鋼錨桿、錨索、金屬網配合石墻實施沿空留巷聯(lián)合支護。

2.1地質工作面與支護現(xiàn)狀

44層左三片工作面，走向長平均為500m，傾斜長為80m，平均煤厚為1.6m，頂板有500mm～600mm偽頂，傾角23°，無直接頂老頂為砂頁巖厚度為15m，地質狀況復雜，走向多伴生斷層。

工作面采用外注式單體液壓支柱配木質頂帽支護，柱距0.8m，排距1.2m，循環(huán)進度1.2m，老頂初次來壓步距25m左右；周期來壓步距18m左右；工作面采用爆破落貨。40T刮板輸送機運輸。

44左三片巷系梯形巷道，凈寬2.4m，凈斷面積5.88m²，巷道沿煤拉底施工；采用ф18左旋無縱筋螺紋鋼錨桿支護，錨桿長為1.6m、錨深為1.55m;使用樹脂錨固劑、錨桿間排距為1.0m×1.0m布置兩排。

2.2沿空留巷設計

（1）加強圍巖整體承載。44左三片巷道掘進采用錨桿支護，巷道兩幫為全煤，在回采時因其頂板堅硬而不易垮落，頂板初次放頂期間懸頂面積達2000m²～3000m²垮落時一次冒落高度達12m左右，大面積的推進垮落動壓對巷道的破壞嚴重，傳統(tǒng)的采后碼石墻難以抵御強烈的破壞，通過螺紋鋼錨桿、錨索、金屬網配合石墻進行沿空留巷聯(lián)合支護對巷道加固，不但能使巷道圍巖整體加強，還能避免巷道的片幫和頂板危巖的冒落而造成的錨桿支護失效。

（2）允許變形、適當讓壓

煤礦要通過在支護抵制壓力的同時釋放壓力，改變力的傳遞方向，便可改變力的釋放。并通過巷旁石墻的讓壓變形，挑頂減壓松動爆破，破壞力的傳遞介質和傳播途徑，減緩巷道其它部位的壓力，控制巷道的整體變形。

2.3解決問題方法

按照44左二片留巷的使用狀況，單一的石墻、木棚支護的效果不大，留巷頂?shù)装逡平恳笥?00mm，兩幫移近量要大于900mm，回采時巷道凈高僅有1.4m，斷面不足4.0m²，難以確保下一片盤正常通風、生產需要，根據(jù)以上狀況，在下一片盤對留巷的方法進行了改進，對圍巖進行加固，并從抗壓、讓壓、躲壓、移壓等方面進行圍巖控制。

（1）預應力錨索支護。這種支護長度較大，能夠錨固到穩(wěn)定巖層中去。承載能力較大，能施加較大的預緊力，是對一般支護的補強和圍巖極為破碎、礦壓顯現(xiàn)嚴重巷道的有效的主動支護形式，施工方便、效果顯著。

（2）挑頂爆破松動減壓。改變圍巖整體結構，控制切頂范圍破壞力的傳遞介質和傳播途徑，減弱巷道承載壓力載荷量。

（3）巷旁支護方式的補充。巷旁支護是為保護巷道而專門設置的構筑物，設在回采以后需保護的巷道采空區(qū)一側。每隔2m在石墻中設一組鋼絞線，石墻兩邊配木夾板，拉緊鋼絞線能防止石墻垮落，增加石墻的穩(wěn)定性，并在巷道石墻及下煤幫鋪設鋼網，可保持石墻和煤幫的一體性，減少巷道巷修量。

結束語

本采面，在回采過程中，留巷道500m，從已留巷道看頂?shù)装濉蓭捅M管有一定的移近量，還要滿足安全生產、通風和行人的要求。新沿空留巷的支護，技術上是可行的，在生產應用的效果理想，能按回采工作面的生產順序進行，可解決接續(xù)緊張的問題；現(xiàn)沿空留巷200m，少掘一條巷道，根據(jù)費用計算，可節(jié)約資源金額16萬元；取消保護煤柱，能提高煤炭回收率，多回收優(yōu)質煤2萬/噸；同時還可減少巷道后期的維修量，節(jié)省費用金額2萬元。