煤礦企業(yè)沿空留巷應(yīng)用技術(shù)探析

陳杰

摘 要：當(dāng)前，礦務(wù)集團企業(yè)在運用沿空留巷技術(shù)時，實現(xiàn)了少掘巷道、預(yù)防瓦斯事故的雙重效果。特別是煤礦企業(yè)在沿空留巷應(yīng)用技術(shù)中，實現(xiàn)了材料更新，充填實現(xiàn)了煤與瓦斯同采。文章以礦務(wù)集團開展沿空留巷應(yīng)用技術(shù)為例，對煤礦企業(yè)沿空留巷應(yīng)用技術(shù)進行分析，以期能對行業(yè)的發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：高應(yīng)力區(qū);瓦斯爆炸;實施方案;無煤柱開采

中圖分類號：TD353 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1064（2020）08-0021-02

礦務(wù)集團企業(yè)采用沿空留巷技術(shù)具有廣泛意義，該應(yīng)用技術(shù)具有少掘巷道、預(yù)防瓦斯事故等特點，這不僅對煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)意義重大，也會緩和安全與采掘的關(guān)系。目前，煤礦企業(yè)面臨的現(xiàn)實是煤礦有薄煤層、有厚煤層，有緩傾斜煤層、有急傾斜煤層，運用沿空留巷技術(shù)開采各類型煤層，都取得了成功。沿空留巷技術(shù)研究在一些礦務(wù)集團企業(yè)應(yīng)用中取得良好的成果，因此，煤礦企業(yè)在高水高效充填技術(shù)中應(yīng)用這一技術(shù)，該方法的最大優(yōu)點是充填范圍大、適應(yīng)性廣、施工機械化程度高。沿空留巷無煤柱開采技術(shù)在一些煤礦企業(yè)應(yīng)用中取得良好的成果，這種沿著采空區(qū)邊緣在原順槽位置保留巷技術(shù)可以最大限度回收資源，避免煤體損失。

1 沿空留巷無煤柱開采技術(shù)特點分析

沿空留巷技術(shù)在應(yīng)用過程中，如果巷道內(nèi)使用鋼模板，就會影響施工質(zhì)量。從頂板宏觀表現(xiàn)，煤層開采后采空頂板的活動跟支護狀況有關(guān)，不同支撐強度使得頂板形成不同形式的垮落，這一過程決定于支護方式和支護強度。作為沿空留巷的最為關(guān)鍵的內(nèi)容，是研究支撐隔離帶上部頂板的礦壓特征，以確定合理的支護形式和支護強度。沿空留巷時在端頭支架后方沿順槽推進方向?qū)崿F(xiàn)無煤柱回采，及時施工采取混凝土柔膜砼墻等措施，保證支護可靠、頂幫安全，有效防止矸石掉落等傷人現(xiàn)象發(fā)生。

經(jīng)過科研人員的不懈努力與探索，走出了一條適合礦井實際的綠色可持續(xù)發(fā)展之路，打造成為中國煤礦石膏體充填開采的標(biāo)桿企業(yè)。泵送充填沿空留巷工藝采用石膏體充填留巷，留巷寬度3.0m，充填墻寬度7.5m～8m，高度為巷高?；夭晒に嚥擅簷C割煤（裝煤），刮板運輸機運煤，移液壓支架，推移運輸機，護巷充填區(qū)域打設(shè)單體液壓支柱（掛金屬網(wǎng)），按此方法回采4刀至8刀，護巷區(qū)域充填。充填方式及配比：運順留巷采用石膏體充填法管理頂板。充填循環(huán)進度2.4m～4.2m。根據(jù)地質(zhì)及開采技術(shù)條件，充填期間采用充填工業(yè)泵加壓充填，充填骨料主要為破碎的煤矸石[1]。

在運用沿空留巷技術(shù)過程中，沿空留巷技術(shù)應(yīng)用團隊要從方案設(shè)計、資金投入、設(shè)備配置、支護材料選擇、施工工藝等方面進行深入論證，積極與科研院所合作，向兄弟單位取經(jīng)，保證老母坡煤業(yè)的沿空留巷工藝在技術(shù)上可行，在方案上合理，在實施上嚴(yán)密。并從健全制度入手，根據(jù)集團公司有關(guān)規(guī)定，結(jié)合礦井地質(zhì)條件，制定了預(yù)裂爆破標(biāo)準(zhǔn)、單體柱打設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、留巷標(biāo)準(zhǔn)等一系列規(guī)章制度，建立起設(shè)計施工、驗收等完善的技術(shù)體系，并嚴(yán)格落實，保證了各項措施、要求到位。但實際操作過程中，沿空留巷技術(shù)應(yīng)用還會出現(xiàn)百密一疏的現(xiàn)象，當(dāng)理論運用于實踐時，必然會出現(xiàn)種種難題。礦務(wù)集團在實施沿空留巷初期，礦井開采的煤層屬薄煤層、中厚煤層，且為近距離煤層聯(lián)合布置交替開采，巷道掘進巖性為半煤巖巷和巖巷，巷道掘進效率低、成本高，采掘接替尤為緊張。

面對一系列問題，礦務(wù)集團的科研人員要在充分分析礦井頂?shù)装鍘r性和采掘工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的基礎(chǔ)上，引進無墻體沿空留巷支護技術(shù)，并針對不同煤層受到上方煤層的重復(fù)采動影響，礦井壓力顯現(xiàn)重復(fù)疊加、礦壓規(guī)律難以掌握、留巷圍巖控制效果不理想等重點難點，不斷優(yōu)化沿空留巷支護設(shè)計和巷旁支護技術(shù)方案，改善留巷圍巖控制效果，集成創(chuàng)新近距煤層無墻體沿空留巷關(guān)鍵技術(shù)，成功解決上覆巖層重復(fù)采動條件下如何實現(xiàn)沿空留巷的問題。為提高漿體的凝固能力，沿空留巷充填時，按測量中心打設(shè)單體支柱并掛擋漿篷布，確保留巷成線，擋漿前將運順側(cè)擋漿單體液壓支柱至空區(qū)1.0m范圍，清至煤層底板。

2 構(gòu)建沿空留巷技術(shù)應(yīng)用體系、做好煤企放心工程

礦務(wù)集團公司為了確保沿空留巷工作的正常進行，煤業(yè)要堅持每天都組織技術(shù)骨干對沿空留巷中出現(xiàn)的各種問題進行協(xié)調(diào)解決，檢查頂板是否穩(wěn)定，單體柱有沒有損壞，底鼓嚴(yán)重不嚴(yán)重，有沒有需要處理的問題等等，一系列信息都要反映到每日臺賬和報表上，落實到實際行動上。為了促進沿空留巷工作開展，礦務(wù)集團企業(yè)應(yīng)出臺井巷工程質(zhì)量管理辦法，優(yōu)化完善沿空留巷管理制度，在班組與班組、員工與員工之間開展勞動競賽等。環(huán)環(huán)相扣，力求調(diào)動每名職工的工作積極性，保證每道工序的工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)，確保每一項工作都扎實有效。

礦務(wù)集團企業(yè)要有堅定不移的信念、科學(xué)高效的舉措，不折不扣地落實沿空留巷技術(shù)應(yīng)用體系。要在重合力的助推之下，開展全礦井近距煤層無煤柱協(xié)調(diào)開采技術(shù)體系建設(shè)，做好切眼留巷和切頂泄壓技術(shù)創(chuàng)新，要確保實施復(fù)合型較軟頂?shù)装鍡l件下的沿空留巷技術(shù)應(yīng)用。當(dāng)前礦務(wù)集團采用的沿空留巷應(yīng)用技術(shù)，相比傳統(tǒng)沿空留巷方式，既先進又安全，對預(yù)防瓦斯效果更佳。通過應(yīng)用沿空留巷支護新技術(shù)后，進一步提高了巷道兩幫穩(wěn)定性和安全性，巷道安全系數(shù)大大提高[2]。

沿空留巷做法是一種無煤柱開采技術(shù)，具有廣泛的現(xiàn)實意義和深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。采用一定的技術(shù)手段將上一區(qū)段的順槽重新支護留給下一區(qū)段使用。這種留巷的做法沿著采空區(qū)邊緣在原順槽位置保留，故稱為沿空留巷?？梢宰畲笙薅鹊鼗厥召Y源，減少巷道掘進量，降低掘進成本。礦務(wù)集團公司在開始單巷掘進過程中，因工藝及巷道參數(shù)突然改變，給現(xiàn)場組織及安全生產(chǎn)帶來較大挑戰(zhàn)。如通風(fēng)問題、連掘設(shè)備的調(diào)機、除塵風(fēng)機的安設(shè)位置、工作面裝載機的使用、單巷輔助運輸?shù)墓芾?、材料碼放的選址等等。

礦務(wù)集團要隨時組織業(yè)務(wù)部門及相關(guān)技術(shù)人員及時進行危險源辨識，重新編制作業(yè)規(guī)程，并制定“一通三防”、輔助運輸、移動設(shè)備運行等多項安全技術(shù)措施，現(xiàn)場嚴(yán)格執(zhí)行，確保安全掘進。同時，現(xiàn)場完成了大量改進工作。如調(diào)用連運鋼性架做平臺，安設(shè)除塵風(fēng)機、井下集控及碼放材料，由破碎機拉運的方式進行掘進;采用局部通風(fēng)機正壓通風(fēng)，將局部通風(fēng)機安設(shè)在全風(fēng)壓處，風(fēng)機由以前的2×18.5kw改為2×45kw風(fēng)機，風(fēng)筒由以前的直徑為800mm風(fēng)筒改為1000mm風(fēng)筒，隨著巷道前進及時延伸風(fēng)筒。裝載機清理浮煤的過程中，密切注意尾氣檢測等手段，有力保證了單巷掘進安全。一盤區(qū)剩余綜采接續(xù)工作面均以沿空留巷的方式回采，沿空留巷接續(xù)面掘進，也將為今后煤礦單巷掘進積累經(jīng)驗。

3 推行智能化開采體系、全面推進沿空留巷技術(shù)應(yīng)用

礦務(wù)集團企業(yè)要全面開展智能化綜采工作面建設(shè)，要把智能化綜采工作面的建設(shè)作為重中之重來抓，堅定信心克服各種困難。要有整體設(shè)計和解決方案，結(jié)合自身實際，加大技術(shù)研發(fā)與設(shè)備升級改造，切實提高礦井智能化、信息化水平。同時要加強學(xué)習(xí)，注重人才培養(yǎng)，加強理論學(xué)習(xí)和實踐學(xué)習(xí)，培養(yǎng)固定的管理團隊、固定的操作人員來解決棘手問題。開展智能化綜采工作面建設(shè)，要以“裝備優(yōu)、用人少、效率高、效益好、安全有保障”為目標(biāo)，用足非常之力，堅守恒久之功，穩(wěn)步推進智能化綜采工作面建設(shè)各項工作[3]。

實現(xiàn)沿空留巷應(yīng)用技術(shù)，采煤機司機上班再也不需要到暗黑的工作面親自操控割煤機進行作業(yè)，采煤機司機要去的工作地點變成智能工作面后，由地面集控中心操控。采運時只需一鍵啟動，打開記憶截割，其就能按照電腦設(shè)定的程序自動割煤，井下采煤機、刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機、破碎機、皮帶輸送機自動“逆煤流起動、順煤流停止”，全流程自動化作業(yè)。從井下上到地面以后，又干凈又明亮又舒適，渴了能喝水，餓了能吃飯，跟以前在井下比，簡直是天壤之別。

沿空留巷應(yīng)用技術(shù)實施智能化，每天一個原班的割煤量在八刀以上，各個環(huán)節(jié)的運行都非常穩(wěn)定。同時，該智能化綜采工作面首次將采煤機慣導(dǎo)系統(tǒng)成功應(yīng)用于工作面調(diào)直系統(tǒng)，將“平直”改為“斜直”，真正實現(xiàn)在大落差兩端頭絕對距離差距大的工作面自動調(diào)直。該礦與汾西礦業(yè)設(shè)備修造廠合作研制的戧柱式自移設(shè)備列車機頭，首次成功應(yīng)用于高度3m以下的巷道，實現(xiàn)了現(xiàn)場遙控控制。

沿空留巷應(yīng)用技術(shù)通過智能化綜采，使用工轉(zhuǎn)破一體機、智能高端乳化液泵站、滑移式超前支架、切頂端頭支架等國內(nèi)先進設(shè)備，同時工作面實現(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。目前已完成了工作面主體設(shè)備安裝并進行單機調(diào)試運行，現(xiàn)正在進行通訊系統(tǒng)聯(lián)接。實施智能化開采，通過遠(yuǎn)程單機啟停、一鍵啟停操作，實現(xiàn)了順槽集控中心對采煤機的遠(yuǎn)程控制;實現(xiàn)了地面及順槽集控中心對液壓支架的操作及工況、姿態(tài)監(jiān)測。

4 結(jié)語

綜上所述，煤礦企業(yè)科研人員采用技術(shù)隔墻方法，開采工程時，礦企只要在井下生產(chǎn)采區(qū)建立充填站，就能夠利用地面矸石山煤矸石作為充填骨料，在地面通過立管（直徑500mm）將矸石輸送至井下，然后通過膠帶輸送機將矸石分運到各采區(qū)矸石倉，經(jīng)采區(qū)矸石倉儲存緩沖后轉(zhuǎn)運矸石至采區(qū)充填站，按比例加入水泥和水進行攪拌，最后利用工業(yè)充填泵通過管道輸送高濃度石膏體至采空區(qū)內(nèi)。使用沿空留巷擋矸支架設(shè)備，并對端頭液壓支架進行改造，以實現(xiàn)沿空留巷開采需求配套生產(chǎn)，從而高效高質(zhì)地完成沿空留巷開采的艱巨任務(wù)。

參考文獻

[1] 趙子輝，常林.沿空留巷技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].江西煤炭科技，2015，000（003）：72-74.

[2] 王奇.沿空留巷工藝技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用探討[J].石化技術(shù)，2019，026（003）：251-252.

[3] 牛磊.高瓦斯工作面沿空留巷技術(shù)研究[J].內(nèi)蒙古石油化工，2020（04）：90-91.