“三軟”煤層沿空留巷技術(shù)的應(yīng)用

劉冬堂

（禹州神火隆源礦業(yè)有限公司，河南 禹州 461670）

隆源礦11采區(qū)11031工作面布置在11采區(qū)東翼，北部為11011工作面；南部為11051工作面；東部為礦井邊界，11051工作面已經(jīng)回采且由于當(dāng)時(shí)接替困難工作面走向長(zhǎng)度沒有掘到位就布置工作面切眼，11051工作面東部剩余可采儲(chǔ)量大約25萬噸沒有回采，11051南部屬于12采區(qū)范圍，布置了12采區(qū)運(yùn)輸大巷，以后無法從新布置新的工作面進(jìn)行回采，現(xiàn)考慮對(duì)11031改造機(jī)巷進(jìn)行沿空留巷的方法回采11051工作面東部剩余儲(chǔ)量，同時(shí)也是本礦井回采巷道進(jìn)行沿空留巷技術(shù)的應(yīng)用的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用證明，在“三軟”煤層實(shí)施沿空留巷技術(shù)，具有較理想的效果。

1 沿空留巷試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 11031改造機(jī)巷條件

隆源礦11031工作面煤層厚度2.4～5.0m，平均 3.5m，煤層平均傾角 17°，煤層賦存結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤層直接頂多為泥巖，厚度5～7m，不穩(wěn)定，易垮落；老頂為砂巖，距煤層頂板0～10m；底板多為泥巖或粉砂巖，厚度為5～6m，屬典型“三軟”不穩(wěn)定煤層，巷道埋深為240m。

1.2 沿空留巷錨桿（索）支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)

（1） 頂、幫錨桿參數(shù)：L=2.2m，φ=20mm，錨固力F=110kN。（2）錨索參數(shù)：L=7m，φ=18.5mm、錨索錨固力F=200kN。（3）樹脂藥卷長(zhǎng)度：錨桿錨固長(zhǎng)度L=0.6m，錨索錨固長(zhǎng)度L≥1.5m。（4）錨桿（索）間距、排距：頂錨桿間排距0.7m×0.7mm，幫錨桿間排距0.7m×0.7m；錨索為五花布置，排距2.7m，間距1.7m。

1.3 沿空留巷支護(hù)設(shè)計(jì)

（1）頂板：錨桿+錨索+錨索+錨梁+金屬網(wǎng)。（2）兩幫：錨桿+工字鋼+金屬網(wǎng)+人工煤垛。（3）底板：不支護(hù)。

1.4 沿空留巷支護(hù)設(shè)計(jì)方案圖（如圖1所示）

圖1 沿空留巷支護(hù)設(shè)計(jì)方案圖

2 施工工藝

沿空留巷施工設(shè)計(jì)方案圖（如圖2所示）

圖2 沿空留巷施工設(shè)計(jì)方案圖

11031工作面由切眼回采，改造機(jī)巷開始沿空留巷，施工工藝如下：

（1）工作面改造機(jī)巷超支護(hù)距離20m，距采面煤壁10m范圍內(nèi)打“一梁三柱”雙排走向π型鋼梁棚（距下幫分別為0.4m，2.8m）維護(hù)，10m范圍向外至20m打“一梁三柱”單排走向π型鋼梁棚（距下幫2.8m）維護(hù)。點(diǎn)柱用DZ22-30/100單體液壓支柱，梁用2.4mπ型鋼梁，支柱穿鞋墊。（2）工作面機(jī)頭超前棚在竄梁前，在靠近下出口四對(duì)八根π型鋼梁內(nèi)的電機(jī)老塘側(cè)竄梁前套三排“一梁三柱”走向棚（柱用DZ22-30/100單體支柱，梁用2.4mπ型鋼梁）護(hù)頂，支柱穿柱鞋，初撐力不低于50kN/柱。（3）工作面回采過程中，在機(jī)頭超前棚竄梁后，在老塘側(cè)距機(jī)巷下幫2.8m處沿走向每隔0.45m支設(shè)一棵2.2m工字鋼點(diǎn)柱，并穿300mm×300mm×150mm的木鞋，頂端用木楔打緊，支柱迎山角嚴(yán)格按照6~8°迎1°的要求只設(shè)。（4）支設(shè)好點(diǎn)柱后，在距點(diǎn)柱頂端0.2m處的機(jī)巷下幫側(cè)，沿走向架設(shè)“一梁三柱”走向棚加強(qiáng)支護(hù)。柱用DZ22-30/100單體支柱，梁用2.4mπ型鋼梁，棚間不留間隙，支柱穿鞋，初撐力不低于50kN/柱。（5）架好棚后，在工作面機(jī)頭老塘側(cè)用塑料編織袋裝碎煤，貼π型鋼梁點(diǎn)柱沿走向砌1.0m寬的矸右?guī)В憾猓陧肥瘞c工字鋼點(diǎn)柱間用1.2m×2m的塑編網(wǎng)背幫。（6）留巷段貼工字鋼點(diǎn)柱的機(jī)巷上幫側(cè)挑棚走向超過40m時(shí)，回撤尾部棚，改用木棚支護(hù)（柱用<30mm×2000mm的圓木，梁用2.4mπ型鋼梁）。沿空留巷施工方案圖（如圖3所示）

3 技術(shù)應(yīng)用的效果及前景

（1）經(jīng)濟(jì)效益：11031改造機(jī)巷沿空留巷技術(shù)的應(yīng)用，縮短了巷道掘進(jìn)時(shí)間，節(jié)約了勞動(dòng)成本和材料成本。經(jīng)分析計(jì)算，此工藝產(chǎn)生總經(jīng)濟(jì)效益約630萬元。（2）技術(shù)效果：此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用減少了礦井煤柱損失，提高資源回收率，使“三軟”煤層沿空留巷技術(shù)的可行性得到了證明，為兄弟單位該技術(shù)的應(yīng)用做出了實(shí)驗(yàn)提供可靠資料。（3）技術(shù)應(yīng)用前景：隆源礦“三軟”煤層沿空留巷技術(shù)的成功應(yīng)用，緩解了礦井采掘接替緊張的局面，為礦井下一個(gè)采區(qū)的開掘布置提供了充足的時(shí)間，提高了資源采出率減少資源損失，減少了巷道掘進(jìn)進(jìn)尺節(jié)約了勞動(dòng)成本，為本地區(qū)“三軟”煤層沿空留巷技術(shù)的及巷道控制提供了可靠資料和方向，進(jìn)一步提高了礦井的經(jīng)濟(jì)效益；該技術(shù)在隆源礦區(qū)具有很高的推廣價(jià)值。

圖3 沿空留巷施工方案圖

[1]華云珠.困難條件下錨網(wǎng)索支護(hù)巷道沿空留巷技術(shù)[M].淮南：安徽理工大學(xué)出版社，2004.

[2]劉生優(yōu).煤系地層高嶺巖沿空留巷技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2001.