窄煤柱沿空掘巷技術(shù)應(yīng)用研究

申海峰

【摘 要】近年沿空掘巷，一直受到采空區(qū)采場壓力，水、瓦斯的影響掘進(jìn)成本高，支護(hù)困難，掘進(jìn)后變形量大，回采前需要二次整修，維護(hù)困難，其諸多技術(shù)難題一直未得到有效解決。

【Abstract】In recent years， the gob side entry driving has been affected by the goaf pressure， water and gas. many of its technical problems have not been effectively resolved. such as the high cost of excavation， the difficulty of support， the large deformation after excavation， the need for two times before the renovation， maintenance difficulties.

【關(guān)鍵詞】沿空掘巷；煤柱；寬度

【Keywords】 gob side entry driving ；coal pillar ；width

【中圖分類號】TD322 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0080-02

1 引言

基于上述問題，我們繼承各家理論，開辟新思路，利用綜放沿空掘巷圍巖大、小結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性原理，在冀中能源峰峰集團(tuán)辛安礦-500大巷煤柱工作面采用窄煤柱沿空掘巷，錨網(wǎng)索（鋼筋網(wǎng)+塑料網(wǎng)）支護(hù)，并取得了成功，掘巷效果較好，為今后沿空掘巷提供了經(jīng)驗。

留設(shè)小煤柱的目的是將巷道與采空區(qū)隔離，防止采空區(qū)的水與有害氣體串如巷道，危及安全生產(chǎn)，但煤柱寬度對巷道的維護(hù)狀況起決定作用，煤柱過小，由于靠采空側(cè)的煤柱受支撐力的影響已呈塑型，容易失穩(wěn)，片幫嚴(yán)重，若煤柱過大，則回采巷道布置在壓力增高區(qū)內(nèi)，將使巷道壓力大，支護(hù)困難。

十幾年來，我國綜放開采發(fā)展迅速，隨著高瓦斯，易燃工作面數(shù)量呈遞增趨勢，提高綜放開采的采出率關(guān)系到綜采的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性，礦井的開采壽命和技術(shù)發(fā)展方向的重大問題，顯然采用綜放沿空掘巷是十分有利的。我國煤礦早已采用金屬支架支護(hù)綜放沿空巷道，國外，如澳大利亞、英國等國，不搞沿空掘巷，他們認(rèn)為由于上工作面開采的影響，在本工作面頂板中距上工作面采空區(qū)一定范圍內(nèi)，產(chǎn)生采動傾斜裂縫，煤巷布置在裂縫中圍巖是十分不穩(wěn)定的，布置煤巷時應(yīng)斷開這些裂縫，至少應(yīng)當(dāng)15m以上。

由于綜放窄煤柱護(hù)巷的沿空巷道圍巖松散破碎，上覆巖層活動劇烈，采動影響十分強(qiáng)烈，圍巖變形很大，在這種條件下峰峰集團(tuán)辛安礦-500大巷煤柱綜放工作面運(yùn)料巷巷利用綜放沿空掘巷圍巖大、小結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性原理，進(jìn)行沿空掘巷工程，運(yùn)料巷436m，巷道基本不需維修，維護(hù)狀況良好，巷道圍巖保持穩(wěn)定，保持了安全生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

2 工作面概況

辛安礦隸屬于冀中能源峰峰集團(tuán)，位于峰峰煤田南部，主采2#煤層，-500大巷煤柱工作面為原-500大巷保護(hù)煤柱，

該工作面東西兩側(cè)分別為112121工作面采空區(qū)和112105工作面采空區(qū)，北部至212車場，南至214采區(qū)通風(fēng)上山。

該工作面最低標(biāo)高為-530米，工作面平均煤厚4.2m。原生煤層賦存較為穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，煤質(zhì)良好。

該工作面走向長度平均為436m，傾斜長度平均為90m，平均傾角21°，平均煤厚4.2m，容重1.35t/m3，設(shè)計可采儲量21.8萬t

工作面平均煤厚4.3m，傾角19°～21°，平均20°，走向長度400m，工作面平均長度93m，采用放頂煤一次性采全高采煤法，采煤機(jī)割煤高度2m，放煤高度2.2m。

2.1 工作面地質(zhì)情況

該巷道內(nèi)煤層總體呈單斜構(gòu)造，煤層走向北部地區(qū)為NW方向，中部漸變?yōu)镾N方向，至南部地區(qū)變?yōu)镹E方向，傾角17°～25°，平均21°。根據(jù)已有巷道揭露，工作面中部存在一個H=0-4m斷層。

本巷道東部112121工作面已開采完畢，根據(jù)112121開采情況分析，該區(qū)域頂板水已疏放至-560m以下，本工作面最低標(biāo)高為-530m，掘進(jìn)過程中可能有少量殘存積水釋放，預(yù)計正常涌水量為0.1m3/min，最大涌水量為2m3/min。

據(jù)-500大巷施工的鉆孔資料，下伏野青、山伏青薄層灰?guī)r含水層和隔水層完整、厚度正常，鉆孔揭露含水層水量為：野青水量6m3/h、山伏青水量10-30m3/h，大青水量0.8m3/min。含水層水位為：野青-460m左右，山伏青-400m左右，大青含水層-40m左右。

巷道標(biāo)高與上部-500南大巷、-500皮帶道及-500南翼總回風(fēng)道相接近，-500南大巷頂部多處揭露大煤，至214車場處-500南大巷全斷面為大煤層位，巷道下幫緊鄰2121采空區(qū)，局部存在鉆場，因此在掘進(jìn)過程中，注意控制與2121采空區(qū)之間的關(guān)系，保證安全生產(chǎn)。

2.2 巷道頂?shù)装迩闆r（表1）

3 運(yùn)料巷基本情況

-500大巷煤柱運(yùn)料巷沿煤層頂板掘進(jìn)，巷道為斜矩形斷面，凈規(guī)格4200×3200mm（凈寬×凈高）。錨桿間排距為700×800mm（間距×排距），錨桿選用φ20mm的螺紋鋼錨桿，長度為2.0m，錨桿配合梯子梁使用，頂部為菱形網(wǎng)，兩幫網(wǎng)為鋼筋網(wǎng)+塑料網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)規(guī)格為2400/1600×960mm（長×寬），塑料網(wǎng)規(guī)格為2400/1600×1000mm。

錨索選用φ20mm的鋼絞線，長度為8m，抗拉強(qiáng)度為2340 MPa，破壞荷載為380kN。沿巷道中心線布置1排，中心線兩側(cè)1.1m各布置1排，間距1.6m。支護(hù)斷面圖示意圖如圖1所示。

4 總結(jié)

窄煤柱沿空掘巷技術(shù)在-500大巷煤柱工作面的成功應(yīng)用，為其他工作面的掘進(jìn)提供了技術(shù)和實踐支持，這個成功案例不但解決了沿空掘巷的瓶頸，為我們提供了寶貴經(jīng)驗，根據(jù)《峰峰集團(tuán)有限公司黃沙礦厚松散層條件下漳村煤柱開采方案設(shè)計》，214、216采區(qū)屬于漳村村莊下采煤，必須采用跳采方案，因此該地區(qū)回采后必然形成孤島煤柱，為了提高采出率，保證礦井服務(wù)年限、應(yīng)采用沿空掘巷開采，-500大巷煤柱沿空掘巷的成功，為214、216地區(qū)采掘銜接提供了有力的支撐。