薄煤層綜采沿空留巷技術(shù)分析

楊毅

山西保利合盛煤業(yè)有限公司 山西晉中 031300

薄煤層開采作業(yè)的施工安全、效率、質(zhì)量，會受到煤層賦存條件、設(shè)備技術(shù)水平、開采工藝等多方面因素影響，具有較復(fù)雜的施工特點與技術(shù)需求。現(xiàn)階段，“如何實現(xiàn)煤炭資源開采效率與開采質(zhì)量的提升”成為了從業(yè)者普遍關(guān)注的焦點問題?；诖耍覀冇斜匾獙Ρ∶簩泳C采沿空留巷技術(shù)的施工應(yīng)用展開分析討論。

1 薄煤層綜采沿空留巷技術(shù)的施工背景

1.1 工作面背景

本文以某礦區(qū)A工作面，進行綜采沿空留巷技術(shù)的施工運用。該工作面走向長為530m，傾斜長度為180m，煤層厚度均為1.1m，煤層傾斜度為4-6°。采煤工藝：綜合機械化開采，設(shè)備有MG180/420-BWD型采煤機、SGZ630/320型刮板輸送機、ZY3200/08/18型支架等，已實現(xiàn)落煤、運煤等工作流程[1]。

1.2 巷道背景

運煤巷道：煤層厚度1.1米，直接頂以泥巖為主，厚度約為0.8米；老頂以砂巖為主，厚度約為3米；直接底泥巖為主，厚度約為1米。運煤巷道長度為760米，基于運輸、施工安全、工藝要求、通風等多方面考慮，采取矩形斷面的開采處理方式，斷面寬度為4米，高度為2.3米，斷面總面積為9.2平方米。

2 薄煤層綜采沿空留巷技術(shù)的施工流程

2.1 選擇巷道支護方式

在巷道頂板主體區(qū)域的支護中，主要選取φ18mm、長度為2米的螺紋鋼錨桿、φ15.24mm、長度為5.3米的錨索、菱形金屬網(wǎng)和T型鋼帶。

2.2 應(yīng)用巷道填充工藝

填充工藝是巷道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定保存的基礎(chǔ)性工藝環(huán)節(jié)，主要采用矸石裝袋進行填充，墻體寬度為3米、高度1.5m，留巷寬度為4米，①壘矸石袋采用“由下而上”、“由里向外”的順序進行，隨壘隨回拆柱梁，壘矸石袋時的空間必須有臨時支護，矸石袋壘砌接頂后必須用木塊、木剎接實頂；②矸石袋采用袋裝矸石壘設(shè)，裝矸石的袋子為長0.8m的紡織袋，入袋的矸石塊度＞0.1m，裝袋時充填長度≯0.6m；③袋裝矸石人工裝填必須用鐵絲捆緊；④壘設(shè)矸石袋前，必須清理干凈此處浮煤；⑤壘設(shè)矸石袋必須不少于2人施工，并有專門觀察，待頂板穩(wěn)定后方可施工；⑥壘矸石袋時必須拆遷敲幫問頂，提前處理掉矸石；⑦壘矸石袋時，要嚴格按照設(shè)計間排距安裝墻體雙頭錨固鐵錨桿[2]。

2.3 巷道維護控制

為了避免巷道在應(yīng)力作用下發(fā)生嚴重形變，應(yīng)對其頂板區(qū)域進行預(yù)控制處理，主要采取“錨網(wǎng)+錨索”的聯(lián)合型支護技術(shù)。

（1）充填墻間矸石砼墩加強支護方法。每隔10m砌筑一個矸石砼墩柱，矸石砼墩柱與矸石墻全部用菱形網(wǎng)包裹，形成一個整體。在垂直方向上布置2根錨桿，下錨桿距底板0.4m，上錨栓距頂板0.5m，上下錨桿用一根長1.5m的鋼帶連接。

（2）沿空留巷及移架后墻體位置的支護形式。

①沿空留巷后的臨時支護。a.工作面前方30m范圍內(nèi)π型梁+單體超前支護；b.由礦壓顯現(xiàn)一般規(guī)律可知，從工作面至后方約40-60m范圍內(nèi)圍巖活動劇烈，需對該段巷道加強臨時支護，支護長度約60m，支護方式為4m長π型鋼梁+單體，一梁三柱。

②移架后墻體位置的支護形式。a.支架移架后在采空區(qū)側(cè)立即使用π型梁+單體架設(shè)寬3m的臨時支護，確認頂板穩(wěn)定安全后，開始每排打設(shè)三根錨桿及一根錨索，錨桿間距為800mm，錨索與緊臨的錨桿間距為400mm，并與π型鋼帶橫向連接。然后開始碼放矸石袋。單體及π型梁臨時支護隨壘隨回拆。b.墻體壘完后沿順槽方向每隔1m打一棵單體緊靠矸石墻體。待圍巖穩(wěn)定后與順槽單體同時回拆[3]。

3 薄煤層綜采沿空留巷技術(shù)的應(yīng)用效果

應(yīng)用沿空留巷技術(shù)對巷道結(jié)構(gòu)進行控制處理后，連續(xù)三個月對該巷道進行了數(shù)據(jù)實測。測量發(fā)現(xiàn)，巷道頂板部位的位移量僅為0.3米，兩幫部位的位移量僅為0.4米，整體開采斷面的收縮率約為12%，達成了良好的巷道控制效果。同時，巷道整體的形變程度較低，可滿足下一階段的煤料運輸、環(huán)境通風、設(shè)施安裝、安全管理等采煤施工需求。

4 薄煤層綜采沿空留巷技術(shù)的作業(yè)體會

在薄煤層綜采沿空留巷技術(shù)的應(yīng)用過程中，主要總結(jié)出以下幾點體會與啟示：

①沿空留巷技術(shù)具有系統(tǒng)性特點，其技術(shù)落實質(zhì)量會受到環(huán)境、材料、工藝等多方面影響。因此，必須要對巷道在掘進施工前、中、后期的數(shù)據(jù)進行精確記錄與科學對比，以確保沿空留巷技術(shù)流程設(shè)計中各工藝參數(shù)的準確性。同時，還應(yīng)充分考慮到煤巖層自然運動對巷道結(jié)構(gòu)的影響，從而做好器材強度、布設(shè)位置、布設(shè)數(shù)量的合理設(shè)計，以達成出最佳的巷道支護效果，避免巷道在預(yù)留期間發(fā)生嚴重形變問題。②在沿空留巷技術(shù)的施工過程中，做好現(xiàn)場施工活動的嚴格管理尤其重要。一方面，應(yīng)準確把控錨桿支護結(jié)構(gòu)的搭建時機；另一方面，應(yīng)準確把控錨桿材料的頂端、低端搭設(shè)位置，以保證錨桿牢固支護與巷道頂?shù)装逯g，繼而將填充墻、巷道頂板、巷道地板聯(lián)結(jié)成一個結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、受力均勻的整體結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)巷道、圍巖、填充墻三方的形變控制[4]。

5 結(jié)語

總而言之，通過主動構(gòu)建巷道內(nèi)部支護結(jié)構(gòu)、合理選擇錨桿布設(shè)位置等技術(shù)措施，能有效實現(xiàn)薄煤層特殊環(huán)境條件下沿空留巷的技術(shù)應(yīng)用，從而將巷道頂板、底板及內(nèi)部填充墻連接成一個整體，實現(xiàn)巷道結(jié)構(gòu)形變問題的有效控制，為后續(xù)煤礦開采施工提供極大便利。