沿空留巷技術(shù)在煤礦開(kāi)采中的應(yīng)用研究

余 鵬 王克雄 楊 洪

四川省宜賓市筠連縣新維煤礦 四川 宜賓 645250

1 引言

在目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)步穩(wěn)步發(fā)展新常態(tài)下,也使得我國(guó)社會(huì)對(duì)煤炭資源需求量的增速區(qū)域穩(wěn)定,同樣進(jìn)入了保持穩(wěn)步發(fā)展的新態(tài)勢(shì)。同時(shí),在我國(guó)各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)在快速進(jìn)步的同時(shí),煤礦企業(yè)為了提升自己的生產(chǎn)效率以及經(jīng)濟(jì)效益來(lái)提升自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,也在不斷進(jìn)行技術(shù)革新和改進(jìn),表現(xiàn)出在爆破、裝煤、運(yùn)輸以及支護(hù)等多個(gè)環(huán)節(jié)中應(yīng)用各種不同類(lèi)型的采煤工藝技術(shù),尤其是針對(duì)目前煤炭開(kāi)采難度不斷增加的同時(shí),也需要針對(duì)較為復(fù)雜其不夠穩(wěn)定的礦井地質(zhì)條件和惡劣的開(kāi)采作業(yè)環(huán)境來(lái)對(duì)智慧方式和回采工藝進(jìn)行綜合運(yùn)營(yíng),也就是對(duì)先進(jìn)的開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)人工作業(yè)強(qiáng)度的減少以及煤礦開(kāi)采作業(yè)可靠性的提升。

2 概述沿空留巷技術(shù)

在目前的煤礦開(kāi)采生產(chǎn)中進(jìn)行巷道支護(hù)的環(huán)節(jié)中,沿空留巷技術(shù)屬于目前比較先進(jìn)的采煤工藝技術(shù),而且還屬于一種無(wú)煤柱的開(kāi)采方式,比較常用的主要有沿空掘巷以及沿空留巷兩種方式。針對(duì)其中的后者也就是沿空留巷技術(shù)來(lái)說(shuō),在應(yīng)用中就是將沿著采空區(qū)域邊緣位置的巷道進(jìn)行保留,然后在采煤工作面中沿著上述采空區(qū)域的邊緣來(lái)維護(hù)原來(lái)的回采巷道的技術(shù)。此技術(shù)的特點(diǎn)就是可以對(duì)傳統(tǒng)采礦技術(shù)中的保安煤柱進(jìn)行回收,然后對(duì)上個(gè)區(qū)段的巷道開(kāi)展支護(hù)作業(yè),保障下個(gè)區(qū)段施工的正常開(kāi)展,通過(guò)此種方式可以實(shí)現(xiàn)資源回收利用率的提升以及煤體損耗率的減少。

3 沿空留巷技術(shù)在煤礦開(kāi)采中的應(yīng)用

3.1 工程概況 2108工作面即將回采,因2108回風(fēng)順槽后期做為2110工作面的回風(fēng)順槽,為確保該巷道的穩(wěn)定性,現(xiàn)對(duì)新場(chǎng)井2108回風(fēng)順槽做沿空切頂留巷,2108回風(fēng)順槽總長(zhǎng)1053 m,沿空留巷655m,從2108開(kāi)切眼與2108回風(fēng)順槽岔口施工至2108工作面采止線(xiàn)。施工順序：施工雙排錨索→施工切頂眼→放切頂眼→拉架→施工“一梁三柱”→打切頂U(kuò)29型鋼→掛金屬網(wǎng)→掛風(fēng)筒布→掛鉛絲網(wǎng)→清理留巷段文明。

3.2 切頂、支護(hù)技術(shù)要求 工作面煤壁前20 m 采用雙排單體液壓支柱作為超前支護(hù),間距為1000 mm,排距為2000 mm;當(dāng)支護(hù)完畢后,沿工作面?zhèn)软敯迨┕で许斞?切頂眼距工作面?zhèn)软敯宓木嚯x為150 mm。

采用聚能管切頂,每次放炮不能超過(guò)10個(gè)。在放炮切頂后,切頂眼孔未被震絲眼孔,視為無(wú)效切頂眼孔,必須重新進(jìn)行施工眼孔,進(jìn)行第二次放炮切頂作業(yè)。

采用兩根U25/U29型鋼搭接的方式沿切頂線(xiàn)方向進(jìn)行支護(hù),長(zhǎng)度分別為2400 mm、1640 mm,搭接長(zhǎng)度1000 mm,搭接段兩端分別采用2付抱箍固定牢固;U29型鋼間距為700 mm;鋪設(shè)U25/U29型鋼時(shí),必須“穿鞋帶帽”,且必須施工到底板的“硬底”上,同時(shí)采用單體液壓支柱將U25/U29型鋼撐緊,且U25/U29型鋼與頂板結(jié)合處必須施工木楔子。

在2108回風(fēng)順槽切頂U(kuò)25/U29型鋼的采空區(qū)側(cè)掛金屬網(wǎng)+風(fēng)筒布背幫,并在U25/U29 型鋼外側(cè)掛鉛絲網(wǎng),風(fēng)筒布搭接、網(wǎng)與網(wǎng)搭接長(zhǎng)度為100 mm,用鉛絲連接牢固,并保證風(fēng)筒布、網(wǎng)的平整、緊實(shí)。搭接時(shí)應(yīng)保證上接頂,下接底,金屬網(wǎng)要在U25/U29型鋼上搭頭,且保證風(fēng)筒布、金屬網(wǎng)有100 mm 的外露長(zhǎng)度,擋矸U25/U29型鋼等支護(hù)體必須保證距端頭支架微端距離不大于600 mm。

護(hù)巷段頂板采用“一梁三柱”加強(qiáng)支護(hù),“一梁三柱”沿巷道中心線(xiàn)施工,梁子采用11＃工字鋼加工,長(zhǎng)度3.5 m/根,間距為1000mm,沿巷道的走向方向布置;單體液壓支柱型號(hào)采用DWX-3.15型,第一排布置在2108回風(fēng)順槽東幫距巷道中心線(xiàn)1450 mm、第二排布置在2108回風(fēng)順槽東幫距巷道中心線(xiàn)850 mm、第三排布置在2108回風(fēng)順槽西幫距巷道中心線(xiàn)1650 mm。

支護(hù)完畢后,沿空留巷的大塊煤矸石及浮煤清收干凈。

待切頂護(hù)巷頂板垮落充分且采空區(qū)壓力穩(wěn)定、頂板完好,確認(rèn)工字鋼支設(shè)牢固后方可撤回垮落穩(wěn)定段(距工作面煤壁線(xiàn)不小于100 m)巷道內(nèi)的單體液壓支柱,同時(shí)保證切頂護(hù)巷的巷道寬度。

巷道來(lái)壓過(guò)后,巷道支護(hù)成形,再次對(duì)巷道內(nèi)的浮煤及大塊煤矸清收干凈,對(duì)失效的錨桿工字鋼、單體、錨索等支護(hù)重新補(bǔ)打和張緊,同時(shí)按原巷道的軌道設(shè)計(jì)要求進(jìn)行恢復(fù)軌道,軌道采用22Kg鋼軌、軌道間距為598-605 mm,軌枕間距為≤800 mm,軌道鋪設(shè)期間嚴(yán)格按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化要求進(jìn)行鋪設(shè)。

恒阻變形錨索采用恒阻值為35t的恒阻大變形錨索,索體直徑21.6 mm,長(zhǎng)度7300 mm,恒阻體直徑65mm,恒阻體長(zhǎng)度500 mm;間距為2000mm,安裝時(shí)外露長(zhǎng)度300 mm。其托盤(pán)采用300 mm×300 mm×16 mm,孔徑為70 mm。

3.3 對(duì)安全事故預(yù)防策略進(jìn)行不斷完善 在目前的煤礦開(kāi)采中對(duì)煤層進(jìn)行開(kāi)采破壞時(shí)會(huì)導(dǎo)致其中的有害氣體被釋放出而威脅作業(yè)安全,其中危害最大的就是瓦斯爆炸的危害,嚴(yán)重威脅煤礦開(kāi)采作業(yè)中的設(shè)備安全以及人員的生命安全。因此針對(duì)煤礦開(kāi)采作業(yè)中的瓦斯爆炸危害,需要做好相應(yīng)的預(yù)防管理方法來(lái)進(jìn)行控制。首先就是要做好對(duì)瓦斯以及煤等相應(yīng)參數(shù)的定期檢測(cè)工作,確保通風(fēng)工作中通風(fēng)量的合理性,也就是要保證通風(fēng)系統(tǒng)的合理性,避免發(fā)生串聯(lián)通風(fēng)的問(wèn)題。此外還要做好科學(xué)的管理以及對(duì)煤層瓦斯地質(zhì)條件的檢測(cè)工作,組號(hào)煤礦開(kāi)采和瓦斯的分類(lèi)管理工作。針對(duì)其中的通風(fēng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),需要在礦井巷道澆筑的過(guò)程中進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)立,保證抽放鋼管的設(shè)置保持9 m 的距離,通過(guò)對(duì)抽放瓦斯裝置的準(zhǔn)確連接來(lái)確保氣體流通效果,及時(shí)對(duì)煤層開(kāi)采中釋放的瓦斯進(jìn)行及時(shí)的排出,將煤礦中的瓦斯?jié)舛瓤刂圃诎踩姆秶畠?nèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

在目前的煤礦開(kāi)采作業(yè)中沒(méi)通過(guò)沿空留巷技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)煤礦掘進(jìn)速度以及質(zhì)量的提升,同時(shí)還可以提高巷道支護(hù)水平。這主要是由于在此技術(shù)的應(yīng)用中可以?xún)?yōu)化原工作面中的煤柱并提升煤炭的回收率,而且還可以降低巷道后期的維護(hù)力度和費(fèi)用,表現(xiàn)出良好的經(jīng)濟(jì)效益以及廣闊的應(yīng)用與發(fā)展前景。