沿空留巷技術(shù)在煤礦開(kāi)采中的應(yīng)用

＊王振宇

（中陽(yáng)縣應(yīng)急管理局 山西 033400）

煤炭是我國(guó)社會(huì)發(fā)展所需要的重要能源之一，提高煤礦的綜采技術(shù)不僅能夠提高煤炭資源的利用率，同時(shí)也可有效推動(dòng)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，真正實(shí)現(xiàn)資源的最大利用。沿空留巷技術(shù)不僅能夠有效保證回采巷道的完整性，同時(shí)也可有效提高煤礦的開(kāi)采效率和開(kāi)采安全性，進(jìn)而能夠創(chuàng)造出更大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。沿空留巷技術(shù)在煤礦綜采過(guò)程中雖然具有十分明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但是在具體落實(shí)過(guò)程中仍舊存在一些問(wèn)題需解決，這也就需要技術(shù)人員必須加強(qiáng)對(duì)技術(shù)的創(chuàng)新研究，推動(dòng)我國(guó)煤炭開(kāi)采事業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

1.沿空留巷技術(shù)的概念簡(jiǎn)述

沿空留巷就是在采煤工作面后沿著采空區(qū)邊緣預(yù)先留出的邊沿巷道，沿空留巷存在的最主要目的是對(duì)保護(hù)煤柱進(jìn)行回收，沿空留巷技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中最主要的作用就是重新支護(hù)上一區(qū)段的順槽同時(shí)為下一區(qū)段的應(yīng)用做好準(zhǔn)備，并且對(duì)隔離帶上部頂板的壓力進(jìn)行有效支撐，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。同時(shí)技術(shù)人員要結(jié)合礦井的實(shí)際情況選擇具體的支護(hù)形式和支護(hù)強(qiáng)度，并對(duì)頂板礦壓進(jìn)行綜合分析，確保支護(hù)方案的所有數(shù)據(jù)符合技術(shù)要求。

圖1 沿空留巷圍巖結(jié)構(gòu)示意圖

沿空留巷技術(shù)具有很強(qiáng)的實(shí)用性，能夠符合現(xiàn)代開(kāi)采工藝的具體要求，因此在煤礦企業(yè)中有著十分廣泛的應(yīng)用。在具體應(yīng)用過(guò)程中一定要具備一定的前提條件，例如對(duì)于沿采空范圍需要預(yù)先留下，同時(shí)在空白范圍上預(yù)留出邊沿巷道，為進(jìn)入采空區(qū)提供方便，邊沿巷道通常位于回采巷道的周邊，也就是沿空留巷技術(shù)的應(yīng)用空間。沿空留巷技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，需要在安全保護(hù)煤柱的預(yù)留位置進(jìn)行巷道的開(kāi)采，這不僅可以保證后續(xù)工作的順利進(jìn)行，同時(shí)也可以最大程度的節(jié)約開(kāi)采資源，并且有效提高煤礦的開(kāi)采效率。

2.沿空留巷技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題分析

沿空留巷技術(shù)作為煤礦綜采環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，可有效保證巷道的安全性和穩(wěn)定性，但是此項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中也存在著一些問(wèn)題亟待解決，例如，沿空留巷技術(shù)需要眾多的支架進(jìn)行支護(hù)，這種形式存在著一定安全弊端；煤矸石的堆垛方法也相對(duì)落后、會(huì)造成一定程度的資源浪費(fèi)；砌體墻法有待完善，支護(hù)效果并不理想等。

（1）支架支護(hù)的應(yīng)用范圍相對(duì)局限。在現(xiàn)階段的煤礦開(kāi)采行業(yè)中，開(kāi)采初期對(duì)井下巷道支護(hù)大多選擇用支架進(jìn)行保護(hù)，用此來(lái)保證巷道的穩(wěn)固性和承載力，最大程度的保證開(kāi)采安全。雖然支架支護(hù)技術(shù)對(duì)于較淺的礦井有著良好的效果，但是隨著礦井深度的不斷增加，支架所承受的壓力也會(huì)相對(duì)增大，這就無(wú)法確保礦井的穩(wěn)固。而且大型礦井在施工過(guò)程中需要的支架眾多，不僅會(huì)在一定程度上增加施工難度，同時(shí)也會(huì)受眾多因素干擾而帶來(lái)一定安全隱患。

（2）煤矸石堆法開(kāi)采效率較低。在煤礦的綜采過(guò)程中技術(shù)人員可以利用煤矸石堆放來(lái)形成對(duì)巷道的支護(hù)，煤矸石的堆放方式對(duì)開(kāi)采工作有著很大影響。在礦井開(kāi)采作業(yè)中，技術(shù)人員無(wú)法保證煤矸石能夠長(zhǎng)時(shí)間保持在固定位置，因?yàn)槊喉肥瘯?huì)隨著綜采過(guò)程的深入而逐漸下降，這不僅會(huì)為煤炭開(kāi)采帶來(lái)一定危險(xiǎn)因素，同時(shí)也會(huì)在一定程度上遲滯了開(kāi)采效率。在煤炭企業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展過(guò)程中，煤矸石的堆積方法一直沒(méi)有得到科學(xué)妥善的處理，導(dǎo)致開(kāi)采過(guò)程中資源浪費(fèi)嚴(yán)重，在一定程度上限制了煤礦企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

（3）砌墻法支護(hù)效果有待提高。在煤礦的綜采過(guò)程中，用數(shù)量眾多的支架與煤矸石的堆積來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)巷道支護(hù)的過(guò)程中有很多問(wèn)題，所以一部分煤礦企業(yè)通常選擇用砌墻法進(jìn)行巷道支護(hù)，這種支護(hù)方法在應(yīng)用過(guò)程中雖然可以有效避免上述兩種支護(hù)方法的弊端，但是卻不足以支持煤礦企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，只可以當(dāng)作一種臨時(shí)的處理措施，因?yàn)槠鰤χёo(hù)在應(yīng)用過(guò)程中無(wú)法把頂板和隔離墻完整的聯(lián)合起來(lái)，所以支護(hù)效果也就無(wú)法達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)如今我國(guó)已經(jīng)對(duì)沿空留巷技術(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新與完善，已經(jīng)在煤礦企業(yè)的開(kāi)采過(guò)程中取得了很好的應(yīng)用效果，例如大型自移式沿空留巷充填支架、空留巷模板支架法、現(xiàn)澆混凝土隔墻法、桶柱方式巷幫支護(hù)法等，其中沿空留巷模板支架與澆筑混凝土隔墻法的應(yīng)用過(guò)程如下所示。這些技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中不僅有效提高了煤礦企業(yè)的開(kāi)采效率，同時(shí)也極大程度的提高了礦井的安全性和穩(wěn)定性，真正實(shí)現(xiàn)了煤礦企業(yè)的安全開(kāi)采。所以沿空留巷技術(shù)在我國(guó)的煤礦綜采環(huán)節(jié)中有著很大的應(yīng)用前景，需要技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行深入研究，促使技術(shù)的高效應(yīng)用。

圖2 現(xiàn)澆混凝土隔墻法支護(hù)示意圖

圖3 沿空留巷模板支架示意圖

3.南沿空留巷技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)用措施分析

(1)選擇合適的技術(shù)方案

沿空留巷技術(shù)若想發(fā)揮出最大的應(yīng)用效果，技術(shù)人員就一定要結(jié)合礦井的實(shí)際開(kāi)采情況對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行科學(xué)選擇。因?yàn)槲覈?guó)煤礦資源分布廣泛，面臨著不同的地理位置和氣候環(huán)境，而且隨著煤炭開(kāi)采深度的不同，礦井壓力也在持續(xù)變化，所以在煤礦開(kāi)采過(guò)程中所采用的沿空留巷技術(shù)并不唯一，這就需要技術(shù)人員能夠結(jié)合礦井的實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)分析，確保技術(shù)方案的有效落實(shí)。

(2)強(qiáng)化煤礦巷道力度

首先，在煤礦綜采過(guò)程中，技術(shù)人員一定要對(duì)頂板的下沉程度進(jìn)行全面掌握，進(jìn)而科學(xué)計(jì)算出回采工作面所需要的支護(hù)參數(shù)，并以此為科學(xué)依據(jù)提高巷道力度。通常來(lái)說(shuō)，因?yàn)榛炷恋膹?qiáng)度較大，所以現(xiàn)如今通常選擇用混凝土來(lái)進(jìn)行巷道支護(hù)；其次，混凝土澆筑的石墻結(jié)構(gòu)必須符合煤礦的開(kāi)采要求，其長(zhǎng)短和深淺都要結(jié)合礦井的具體情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)；最后，因?yàn)榛炷潦瘔κ芰Σ⒉痪鶆?，?huì)隨著位置的變化而變化，如果石墻傾斜那么就會(huì)產(chǎn)生更大的壓強(qiáng)，石墻的支護(hù)效果就會(huì)被相應(yīng)降低，所以在施工過(guò)程中技術(shù)人員一定要確保石墻垂直，對(duì)于混凝土石墻和煤層之間的縫隙，可以用木樁進(jìn)行撐開(kāi)處理，同時(shí)在石墻和煤層的連接處需要用木樁進(jìn)行支護(hù)，這可有效提高混凝土石墻的支護(hù)效果，能夠最大程度的避免頂板下沉。

(3)完善施工方案

煤礦企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中也要不斷結(jié)合時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，采用更為先進(jìn)的開(kāi)采技術(shù)，并結(jié)合技術(shù)與施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況制定出完善的施工方案，確保開(kāi)采技術(shù)的有效落實(shí)。例如在沿空留巷技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，為了最大程度的提高支護(hù)效果，技術(shù)人員可以把通風(fēng)管道設(shè)計(jì)巧妙的聯(lián)合進(jìn)來(lái)，實(shí)現(xiàn)二者的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在提高支護(hù)效果的同時(shí)最大程度的提高通風(fēng)效果。但是因?yàn)槲覈?guó)的煤炭資源開(kāi)采環(huán)境差異較大，沿空巷道支護(hù)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中其內(nèi)部支護(hù)方式和外部承受壓力都會(huì)因地域的變化而變化，所以技術(shù)人員在開(kāi)采過(guò)程中一定要科學(xué)設(shè)計(jì)沿空留巷施工方案，確保施工方案的高度可行。

(4)建立完善的事故安全預(yù)防體系

首先，在煤礦的綜采環(huán)節(jié)中，會(huì)有一部分瓦斯氣體隨著開(kāi)采過(guò)程釋放出來(lái)，如果瓦斯?jié)舛冗^(guò)高，將會(huì)對(duì)工作人員的人身安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅，所以開(kāi)采過(guò)程中技術(shù)人員一定要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理，確保瓦斯的及時(shí)排出，最大程度的預(yù)防安全事故的產(chǎn)生；其次，管理人員也要對(duì)礦井的瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)保證礦井的通風(fēng)體系科學(xué)合理，堅(jiān)決避免串聯(lián)通風(fēng)；最后，技術(shù)人員要對(duì)煤層的瓦斯地質(zhì)進(jìn)行科學(xué)的監(jiān)測(cè)和分析，能夠?qū)ν咚沟姆稚⑶闆r進(jìn)行深入了解，進(jìn)而將瓦斯預(yù)防區(qū)和煤礦開(kāi)采區(qū)有效分離開(kāi)來(lái)，從根源上預(yù)防各類(lèi)突發(fā)事件的產(chǎn)生。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，沿空留巷技術(shù)在煤礦開(kāi)采過(guò)程中有著十分重要的應(yīng)用，不僅能夠有效提升煤礦開(kāi)采的安全性，同時(shí)也能為煤礦企業(yè)創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)利益。但是沿空留巷技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中仍舊存在著一些問(wèn)題急需解決，例如支護(hù)效果不明顯、資源浪費(fèi)嚴(yán)重等，這也就需要技術(shù)人員在工作過(guò)程中必須對(duì)沿空留巷技術(shù)進(jìn)行深入研究，真正實(shí)現(xiàn)我國(guó)煤礦企業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。