沿空留巷技術(shù)在牛兒莊礦的應(yīng)用

文/郝永軍

（作者系河北省邯鄲市牛兒莊采礦有限公司礦長(zhǎng)）

沿空留巷技術(shù)在牛兒莊礦得到廣泛應(yīng)用，此技術(shù)開(kāi)創(chuàng)了“無(wú)煤柱開(kāi)采”的先例，對(duì)提高煤炭回收率具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。 牛兒莊礦在八盤區(qū)山青56803 工作面回采期間沿空留巷的工業(yè)性實(shí)踐，對(duì)沿空留巷的巷道支護(hù)，尤其是留巷的巷旁支護(hù)提出了具體的技術(shù)方案；同時(shí)進(jìn)行了礦壓觀測(cè)。 根據(jù)礦壓顯現(xiàn)和支護(hù)效果，分析了沿空留巷支護(hù)方式是科學(xué)、 合理的，同時(shí)提出了改進(jìn)建議。

一、概況

1.工作面地質(zhì)條件

56803 工 作 面 走 向 長(zhǎng)764 ～806m， 平 均777m， 傾向長(zhǎng)度134m， 煤厚1.4～1.7m， 平均1.5m。 傾角為8°，埋深429.7～475.5m，可采儲(chǔ)量20 萬(wàn)t。

56803 工作面直接頂為厚度3.88m 的粉砂巖，節(jié)理發(fā)育。局部相變?yōu)槭規(guī)r厚0.5m。老頂為厚度4.23m 細(xì)砂巖。 直接底為1.06m 粉砂巖，老底厚度為5.06m 石灰?guī)r。

2.工作面生產(chǎn)技術(shù)條件

工作面采用走向長(zhǎng)壁薄煤綜采支架采煤工藝，一次采全高。 工作面采用ZY3000/09/19型兩柱掩護(hù)式液壓支架支護(hù)， 使用MG200/456-WD 型電牽引采煤機(jī)落煤， 選用SGZ730/264 型可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤， 運(yùn)輸巷選用SQZ-730/75 型轉(zhuǎn)載機(jī)和SDJ-1000/75 型膠帶輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)煤。 選用MRB-315/120 型乳化液泵向支架供液。

二、項(xiàng)目實(shí)施

1.沿空留巷及巷旁支護(hù)方式

56803 工作面沿空留巷， 留巷支護(hù)采取工字鋼+錨索+槽鋼帶聯(lián)合支護(hù)，巷旁支護(hù)采取料石墻+木點(diǎn)柱方式支護(hù)。

2.支護(hù)技術(shù)參數(shù)

工字鋼選用2.6×2.4m，下凈寬3.5m,凈高2.0m，棚距0.7m。 巷道內(nèi)采用三排單體液壓支柱加強(qiáng)支護(hù)。

采用MH-100 型錨索，選用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，其直徑φ=15.24mm，長(zhǎng)度7.0m。 配備OVM15-1 錨具，錨索孔徑φ=28mm。 錨固方式采用端部錨固， 錨固劑采用CK2330 兩卷、Z2360 一卷、Z2345 兩卷，共計(jì)五卷由里向外排列。 錨固長(zhǎng)度2.1m。 錨索支護(hù)超前工作面10m支設(shè)。

沿巷道走向布置兩排錨索， 排距1.6m，每排錨索間距2.2m。

錨索鋼帶選用20# 槽鋼（2.0m 長(zhǎng)），每排錨索臨近兩根錨索的外露鋼絞線之間使用槽鋼帶連接。 鋼帶外用300×300×20mm（長(zhǎng)×寬×厚）的鋼板作為托板，最外端使用專用鎖具鎖緊鋼絞線（作為一組錨索）。

錨索支設(shè)角度：靠近采空區(qū)側(cè)錨索垂直頂板支設(shè)，允許向巷道中心斜5°～10°，不許向采空區(qū)側(cè)傾斜。 另一側(cè)錨索向下幫傾斜，與水平呈60°～75°夾角。 沿巷道走向方向上，垂直頂板支設(shè)。

巷旁支護(hù)的料石墻采用2# 粗料石配合砂漿砌筑， 墻體建在靠近工作面?zhèn)鹊拿簩禹數(shù)装逯g的空間處，料石墻距留巷的下幫側(cè)3.8m。墻體橫斷面規(guī)格為：上寬1.0m，下寬1.2m，高度1.5～1.8m。

料石墻砌筑與工作面切頂線的滯后距離為0～1.0m。

在工字鋼棚梁與料石墻之間支設(shè)直徑不小于16cm 的優(yōu)質(zhì)圓木點(diǎn)柱，進(jìn)行加強(qiáng)加固，柱距0.7m。

三、沿空留巷礦壓顯現(xiàn)

為檢驗(yàn)沿空留巷效果， 在留設(shè)的巷道內(nèi)每隔40m 設(shè)置一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)分別對(duì)巷道頂板離層量、兩幫及頂?shù)装逑鄬?duì)移近量進(jìn)行觀測(cè)。

截止到工作面回采結(jié)束， 保留后的巷道凈規(guī)格： 工字鋼棚下凈寬3.1～3.3m， 凈高1.8～1.63m，平均1.7m。頂?shù)装逡平繛?00～370mm。礦壓主要顯現(xiàn)為：底板鼓起，頂板基本完好，局部頂板破碎、掉渣，工字鋼棚梁個(gè)別出現(xiàn)彎曲，個(gè)別錨索鋼絞線斷裂，部分棚腿彎曲變形，料石墻體有四處地段出現(xiàn)開(kāi)裂或破碎， 其中距切眼32m 處料石墻體出現(xiàn)嚴(yán)重破碎 （長(zhǎng)度2.3m），靠近料石墻體的一排木點(diǎn)柱有1/4 出現(xiàn)折斷。兩幫相對(duì)移近量為400～190mm。 頂板離層量18～34mm。

四、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益分析

1.經(jīng)濟(jì)效益

（1）回采經(jīng)濟(jì)效益。 截止到回采結(jié)束，歷時(shí)共計(jì)11 個(gè)月，56803 工作面共生產(chǎn)原煤21.86萬(wàn)t， 原煤產(chǎn)值10932.186 萬(wàn)元， 實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益3827.7 萬(wàn)元。

（2）沿空留巷增加煤炭收入經(jīng)濟(jì)效益。 如果采取沿空送巷， 新掘巷道留設(shè)煤柱按5m 計(jì)算，沿空留巷可多回收煤炭16380 噸， 增加收入286.8 萬(wàn)元。

（3）掘巷與留巷費(fèi)用比較。 工作面正常掘進(jìn)巷道綜合成本4000 元/m 左右，沿空留巷綜合成本2200 元/m， 下區(qū)段運(yùn)料道工程量約1560m，因此可節(jié)約費(fèi)用280.4 萬(wàn)元。

（4）贏得時(shí)間增加產(chǎn)煤效益。 56803 工作面上下順槽留巷， 上下區(qū)段各少掘進(jìn)一條巷道780m。 一條巷道掘進(jìn)需要8 個(gè)月，按每月產(chǎn)煤4萬(wàn)噸計(jì)，可多生產(chǎn)煤炭32 萬(wàn)噸，則增加銷售煤炭利潤(rùn)5603.2 萬(wàn)元。

創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)總價(jià)值為9998.1 萬(wàn)元。

2.社會(huì)效益

牛兒莊礦八盤區(qū)山青工作面沿空留巷技術(shù)獲得成功運(yùn)用，不僅取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，并且取得了較好的社會(huì)效益。

（1） 獲得了寶貴經(jīng)驗(yàn)。 該項(xiàng)目在牛兒莊礦56803 工作面成功試驗(yàn)了沿空留巷技術(shù)，提出了分階段讓控耦合留巷設(shè)計(jì)理念， 設(shè)計(jì)了巷旁砌筑梯形料石墻，巷內(nèi)工字鋼支護(hù)+頂板斜拉組合錨索+聯(lián)合支護(hù)，關(guān)鍵地段單體柱加強(qiáng)支護(hù)的主動(dòng)與被動(dòng)相耦合的支護(hù)設(shè)計(jì)方案， 較好地控制了留巷在回采期間的變形破壞。 當(dāng)前峰峰集團(tuán)沿空留巷技術(shù)應(yīng)用較少， 巷道圍巖控制機(jī)理研究欠缺， 該研究成果為整個(gè)峰峰礦區(qū)類似條件下實(shí)施沿空留巷技術(shù)， 提供了理論依據(jù)和借鑒經(jīng)驗(yàn)。

（2） 緩解采掘接續(xù)矛盾， 延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限。 沿空留巷技術(shù)在牛兒莊礦的成功應(yīng)用，解決了長(zhǎng)期困擾牛兒莊礦的煤炭生產(chǎn)接續(xù)緊張的局面，保證了礦井正常生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了礦井的穩(wěn)產(chǎn)高效，同時(shí)最大限度回收了有限的煤炭資源，可以延長(zhǎng)類似牛兒莊礦衰老礦井的服務(wù)年限。

（3）安全生產(chǎn)。 在56803 工作面及上下區(qū)段的回采期間， 由于安全技術(shù)措施到位， 管理嚴(yán)格，自始至終沒(méi)有發(fā)生一例重傷事故，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)。