無煤柱護巷開采技術(shù)與配套裝備研究

南齊鋒

摘 要：論文主要是對無煤柱護巷開采技術(shù)與配套裝備進行了分析，對該技術(shù)的基本原理、工藝流程、技術(shù)特點和適用條件進行了闡述。通過在中煤中天合創(chuàng)公司葫蘆素煤礦的工業(yè)性應(yīng)用分析，實踐效果表明無煤柱護巷開采技術(shù)很好的開采優(yōu)點，為煤礦創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟效益，可以在全國進行推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：無煤柱護巷;開采技術(shù);裝備;沿空掘巷;沿空留巷

1 技術(shù)概況

目前，我國的煤炭資源井工開采當中需要留設(shè)安全煤柱，相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計因留設(shè)安全煤柱造成了8%～12%的煤炭損失。當前有煤礦采用無煤柱護巷開采技術(shù)進行開采，可以有效的節(jié)約煤炭資源，能起到有效回收和利用的技術(shù)手段，主要采用的方法是沿空掘巷和沿空留巷。該技術(shù)已獲得認證并在相應(yīng)的煤礦進行了推廣應(yīng)用。

2 基本原理

煤礦長壁開采方法必須在煤層中掘進運輸、通風、行人巷道和采煤工作面開切眼，從而組成有效的開采系統(tǒng)來進行開采。一般巷道側(cè)需要留設(shè)煤柱，支撐礦山壓力，維護必要的巷道斷面，但降低了資源回采率。當前對于無煤柱護巷來講，一般都是分為沿空掘巷和沿空留巷兩種方式。沿空掘巷是沿采空區(qū)邊緣開掘巷道，上下區(qū)段間對于煤柱的留設(shè)不需要或是只留3m左右的寬度，目的是用來進行擋矸石、阻水的作用或是對采空區(qū)有害氣體進行隔離。當煤礦井下瓦斯涌出量不大、煤層埋藏穩(wěn)定的條件下，工作面順槽巷道可采用沿孔空掘巷方式，如圖1所示。理論和實踐證明，沿空掘巷和沿空留巷完全取消了區(qū)段煤柱，有利于提高工作面回采率。由于留巷道維護的難度較大，需要在巷旁支護，該方法多應(yīng)用在薄及中厚煤層中。

3 工藝流程分析

沿空留巷工藝流程如下：

（1）前期的準備工作。移架，清理充填空間，預(yù)埋墻體連接錨桿，綁扎三維加強筋機械立?！苈芳茉O(shè)→充填→清洗泵、管路。（2）采煤工作面開采期間，在留設(shè)巷道側(cè)進行臨時支護，每完成三個步距后，工作面機械停止運轉(zhuǎn)，應(yīng)用液壓充填模板進行臨時支護設(shè)備側(cè)的水泥、砂漿等充填和掩護，形成支護體。充填前，應(yīng)將充填空間內(nèi)雜物清理干凈，并將該空間頂?shù)装逭碚R。（3）待充填支護體完全固化支撐頂板后，將液壓充填模板支架前移，調(diào)整好充填模板，架設(shè)好充填管路，準備下一次充填工作。（4）為防止漏風，向采空區(qū)打鉆孔，進行巷旁注漿，充填墻體要與頂、底板及上次充填墻體接實，形成新的巷道體系。

4 技術(shù)特點和適用條件

無煤柱護巷開采技術(shù)是我國煤礦開采技術(shù)應(yīng)用的重大技術(shù)革新，通過取消護巷煤柱的辦法，能夠大大提高煤礦煤炭資源的回采率，另外還可以有效的降低巷道掘進率，在這個過程中完全消除了因為留煤柱和丟煤現(xiàn)象而造成的火災(zāi)事故的發(fā)生，大大提高了煤礦開采的安全。適用條件：無煤柱護巷開采技術(shù)與成套裝備適用于煤層頂板條件好，煤層傾角≤25°的薄及中厚煤層開采。

5 應(yīng)用實例及效果分析

目前，無煤柱護巷開采技術(shù)與成套裝備已經(jīng)成為提高資源回采率、節(jié)約開采的有效手段。各大煤炭企業(yè)都根據(jù)自身的條件不斷改善和探索成熟的無煤柱護巷開采技術(shù)。中煤中天合創(chuàng)公司葫蘆素煤礦進行了無煤柱護巷開采技術(shù)工業(yè)性應(yīng)用，實踐應(yīng)用效果表明無煤柱護巷開采技術(shù)具有以下的主要優(yōu)點：

（1）采用留巷鉆孔法抽采瓦斯，相對以往的開采情況來講，節(jié)省了兩條用于瓦斯治理的巖巷工程及大量鉆孔工程，同時對于“一巷二用”簡化開采布局和采區(qū)巷道系統(tǒng)。（2）無煤柱護巷開采技術(shù)的應(yīng)用，有效的回收區(qū)段煤柱8～20m，對于該煤礦資源回采率有了較大的提高，統(tǒng)計約為5%～8%;同時有效的減少了巷道掘進量，有利于緩解該煤礦采掘接替矛盾。（3）無煤柱護巷開采技術(shù)有效的實現(xiàn)了該煤礦低透氣性煤層群煤與瓦斯共采，實現(xiàn)了瓦斯抽采的最大化;井下開采采用的Y形通風利于消除采煤工作面上隅角瓦斯超限事故，該煤礦自無煤柱護巷開采技術(shù)應(yīng)用半年以來，無瓦斯超限事故的發(fā)生，保障了井下開采的安全性。（4）該煤礦原井下工作面回風巷進行了改造，改造后成為新的工作面的輔助進風巷，檢測結(jié)果表明巷道內(nèi)環(huán)境溫度下降了4℃～7℃。改造后大部份工作人員都是在進風流中工作，大大改造了技術(shù)人員的工作環(huán)境，同時降低了環(huán)境溫度，又利于深井開采的熱害治理。（5）在該礦的生產(chǎn)過程當中，采用沿空留巷開采成本為9432元/m，相對于以往新開采的巷道費用10637元/m，兩者進行對比該沿空留巷成本能節(jié)約1205元/m，為葫蘆素煤礦的井下掘進取得了非常好的經(jīng)濟效益。

6 推廣前景

無煤柱護巷開采技術(shù)是有利于節(jié)約煤炭資源、提高礦井技術(shù)效果和改善經(jīng)濟效益的重大技術(shù)改革。其適用條件相當廣泛。只要在實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗加以完善.將得到進一步推廣和應(yīng)用。今后應(yīng)繼續(xù)擴大無煤柱護巷的應(yīng)用范圍，使之不僅適用于緩傾斜的薄及中厚煤層，也能適應(yīng)急傾斜煤層、厚煤層以及高瓦斯和易自燃煤層，使這項先進技術(shù)在我國地下采煤領(lǐng)域中獲得更廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。

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