沿空留巷技術(shù)在煤礦開(kāi)采中的應(yīng)用研究

陳建國(guó) 唐建強(qiáng) 卓軍

（1.四川川煤華榮能源公司廣能安全生產(chǎn)管理中心，四川華鎣 638600；2.四川華鎣山龍灘煤電有限責(zé)任公司，四川廣安 638020）

0.引言

在煤礦開(kāi)采工作當(dāng)中，沿空留巷技術(shù)是其中一項(xiàng)非常重要的技術(shù)類(lèi)型，主要是保留原有的煤礦巷道回采工作當(dāng)中，可以得到有效防護(hù)作用，屬于回采工作面和煤礦資源巷道運(yùn)輸?shù)闹匾┕し椒?。該?xiàng)技術(shù)之所以被稱(chēng)之為沿空留巷，主要是因?yàn)樵谠械拿旱V巷道順槽位置基礎(chǔ)之上，沿著煤礦巷道采空區(qū)域的邊緣被直接完整的保留下來(lái)。在實(shí)際的開(kāi)采工作當(dāng)中主要的作用是降低煤炭資源的損失量，并且可以對(duì)煤炭資源進(jìn)行有效的回收以及循環(huán)運(yùn)用。提高沿空留巷技術(shù)的運(yùn)用，可以最大限度提高整個(gè)煤礦資源的開(kāi)采效率和開(kāi)采質(zhì)量，對(duì)實(shí)現(xiàn)整個(gè)煤礦開(kāi)采單位的經(jīng)濟(jì)效益有著重要的保障。

1.沿空留巷技術(shù)特點(diǎn)

沿空留巷技術(shù)是一種相對(duì)新型的技術(shù)手段，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到煤礦開(kāi)采中，對(duì)進(jìn)一步提高煤礦開(kāi)采效率起到了重要作用。沿空留巷是目前所應(yīng)用的巷道支護(hù)方法中的一種，簡(jiǎn)單來(lái)講就是沿著采空區(qū)域邊緣對(duì)原回采巷道進(jìn)行維護(hù)，能夠?qū)鹘y(tǒng)采礦技術(shù)中留下的保安煤柱進(jìn)行回收，并重新對(duì)上個(gè)區(qū)段的巷道來(lái)進(jìn)行支護(hù)，作為下一個(gè)區(qū)段施工的巷道，以此來(lái)進(jìn)一步提高煤礦資源的回收率，降低煤體損耗[1]。因其所具有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)應(yīng)用越來(lái)越多，同時(shí)也暴露出了一定問(wèn)題，還需要做出針對(duì)性的調(diào)整優(yōu)化，爭(zhēng)取能夠?qū)⑵渌哂械墓δ苄猿浞职l(fā)揮出來(lái)，推動(dòng)煤礦開(kāi)采行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

2.當(dāng)前煤礦沿空留巷技術(shù)存在的問(wèn)題

2.1 傳統(tǒng)支架形式施工量大且效果差

現(xiàn)階段在我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，在煤礦資源開(kāi)采工作面中，經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)煤柱采煤的不良問(wèn)題。隨著我國(guó)煤礦開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展速度不斷加快，在傳統(tǒng)的巷道支架形式上整體的工作效果相對(duì)明顯，在實(shí)際的開(kāi)展工作當(dāng)中可以有效預(yù)防很多不良安全隱患。但是在新階段我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，其中很多煤礦的開(kāi)采深度不斷加大，傳統(tǒng)的煤礦支架工作形式不能充分滿(mǎn)足整個(gè)煤礦開(kāi)采工作的安全需求，傳統(tǒng)的煤礦支護(hù)形式只能適用于一些比較淺層的資源開(kāi)采，或者是一些低瓦斯?jié)舛鹊牡V井開(kāi)采工作當(dāng)中，對(duì)于現(xiàn)階段一些煤層開(kāi)采工作來(lái)講，由于受到整個(gè)地層以下的環(huán)境影響，煤礦資源的開(kāi)采難度相對(duì)較大，并且會(huì)伴隨較高濃度的瓦斯氣體，傳統(tǒng)的支護(hù)工作形式無(wú)法充分滿(mǎn)足該項(xiàng)工作的要求，必須要對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行有效的變革和升級(jí)[2]。

2.2 煤矸石堆垛法存在落后性

當(dāng)前階段在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展層次不斷提高的形勢(shì)下，推動(dòng)著我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)階段我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，在整個(gè)開(kāi)采流程上相對(duì)比較簡(jiǎn)單，在沒(méi)礦的礦井支護(hù)工作方面也受到了人們廣泛的重視，通過(guò)傳統(tǒng)的石塊堆砌的方式來(lái)進(jìn)行支撐，無(wú)法充分滿(mǎn)足礦井內(nèi)部的隔離工作效果，煤礦巷道的頂板很容易產(chǎn)生不良下沉問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題在實(shí)際的煤礦開(kāi)采工作當(dāng)中，給煤礦開(kāi)采工作人員帶來(lái)了較大的工作難度，在煤研石堆做法的使用過(guò)程當(dāng)中，需要投入到大量的人力資源和物力資源，但是由于受到傳統(tǒng)煤礦開(kāi)采流程以及開(kāi)采工藝的影響，現(xiàn)階段仍然存在很多煤礦開(kāi)采單位在資源開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中使用該方式來(lái)進(jìn)行工作，造成了整個(gè)煤礦開(kāi)采工作的質(zhì)量和安全性無(wú)法得到充分的保障。

2.3 砌墻法支護(hù)效果不理想

煤礦開(kāi)采中，預(yù)制塊砌墻也屬于支護(hù)技術(shù)的一種，該方式可解決密集支架及礦矸石堆法弊端，但是該方式不可長(zhǎng)久使用，多應(yīng)用于臨時(shí)支護(hù)，無(wú)法使頂板及隔離墻緊密結(jié)合，支護(hù)效果不理想。

3.探討沿空留巷技術(shù)在煤炭開(kāi)采中的實(shí)際應(yīng)用

沿空留巷技術(shù)本身屬于一項(xiàng)比較系統(tǒng)性的工作，在實(shí)際的使用過(guò)程當(dāng)中對(duì)煤礦開(kāi)采工作的后期工作產(chǎn)生了明顯的影響，只有通過(guò)系統(tǒng)的工作模式才可以充分的發(fā)揮出沿空留巷技術(shù)對(duì)煤礦資源開(kāi)采工作所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。

3.1 運(yùn)用混凝土石墻提升巷道承壓力

在現(xiàn)階段我國(guó)各大工程的施工過(guò)程當(dāng)中，經(jīng)常使用到的是混凝土施工材料，該材料的強(qiáng)度較高、承載力較好具有良好的韌性，因此被各大工程施工所廣泛運(yùn)用。通過(guò)使用混凝土施工材料在煤礦開(kāi)采工作當(dāng)中的優(yōu)勢(shì)也非常明顯，以混凝土材料作為石墻和防護(hù)墻，可以有效防止煤礦內(nèi)部頂板出現(xiàn)下沉等不良問(wèn)題，同時(shí)提高了整個(gè)煤礦支護(hù)點(diǎn)的牢固程度。因此，針對(duì)混凝土材料在煤礦開(kāi)展工作當(dāng)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析和研究，在煤礦開(kāi)采工作面當(dāng)中，沿著煤礦巷道朝著混凝土墻方向來(lái)進(jìn)行開(kāi)采，隨著深度的不斷提高必須要充分做好混凝土的澆筑和延伸工作，在此過(guò)程當(dāng)中還需要充分考慮到混凝土所產(chǎn)生的傾斜壓力，對(duì)煤礦巷道周?chē)h(huán)境所產(chǎn)生的不良影響。在施工過(guò)程當(dāng)中必須要將其預(yù)留一定的施工寬度，同時(shí)在石墻和煤層相連接的一側(cè)，使用韌性更高強(qiáng)度更好的木樁來(lái)作為支護(hù)點(diǎn)，以此來(lái)有效降低墻體所產(chǎn)生的分段壓力大小，有效降低了頂板出現(xiàn)不良下沉問(wèn)題。隨著煤礦巷道的開(kāi)采深度不斷提升，在混凝土實(shí)墻當(dāng)中經(jīng)常會(huì)面臨坍塌或者是產(chǎn)生不良形變的問(wèn)題。

3.2 沿空留巷支護(hù)工作

在沿空留巷的支護(hù)工作當(dāng)中，其中混凝土墻和煤礦巷道頂板區(qū)域的銜接會(huì)存在一定的誤差問(wèn)題，因此在實(shí)際的工作過(guò)程當(dāng)中，必須要使用強(qiáng)度更高的螺紋桿來(lái)進(jìn)行加固，同時(shí)還需要配合鋼帶來(lái)進(jìn)行保障。在煤礦巷道的開(kāi)采工作當(dāng)中，由于開(kāi)采的寬度會(huì)不斷縮小，在外部的支架形態(tài)上會(huì)發(fā)生不良形變，嚴(yán)重情況下會(huì)出現(xiàn)支架的折斷問(wèn)題。因此，在工作過(guò)程當(dāng)中必須要有效強(qiáng)化煤礦巷道后方區(qū)域的支護(hù)程度，在此過(guò)程當(dāng)中必須要充分考慮到支護(hù)梁的強(qiáng)度大小以及單體支撐柱的支撐力大小。在煤礦巷道的移動(dòng)過(guò)程當(dāng)中，必須要充分做好煤礦巷道的支護(hù)工作，以此來(lái)最大限度上保證整個(gè)煤礦開(kāi)采工作的順利進(jìn)行。

3.3 確定并完善留空方案

沿空留巷技術(shù)的使用可以有效防止瓦斯事故的產(chǎn)生，在現(xiàn)階段的煤礦資源開(kāi)采工作當(dāng)中，瓦斯是比較常見(jiàn)的氣體類(lèi)型，該氣體具有比較強(qiáng)的毒性，如果瓦斯?jié)舛冗^(guò)高會(huì)直接影響到煤礦開(kāi)采工作人員的人身安全，嚴(yán)重的情況下很有可能會(huì)造成瓦斯爆炸等不良事故。因此在實(shí)際工作中，針對(duì)煤礦的沿空留巷方案的設(shè)定必須要充分考慮到巷道內(nèi)部的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置，通常情況下需要每間隔10m～15m距離需要預(yù)埋通氣管道，這種設(shè)置方式主要是在煤礦的采空區(qū)域和瓦斯管道之間提高內(nèi)部氣體的流通性，以此最大限度上防止瓦斯氣體出現(xiàn)泄漏，或者是濃度過(guò)高等不良問(wèn)題，有效防止了煤礦開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)瓦斯爆炸事故。

3.4 完善頂板支護(hù)

如果頂板出現(xiàn)下沉問(wèn)題，將會(huì)占據(jù)部分的巷道空間，因此必須要重視此問(wèn)題，選擇不同支護(hù)方式來(lái)對(duì)頂板支護(hù)進(jìn)行完善強(qiáng)化，避免下沉問(wèn)題的發(fā)生[3]。要求在澆筑礦井混凝土石墻之前要預(yù)留足夠的空間，然后利用混凝土石墻和金屬網(wǎng)來(lái)完成頂板支護(hù)，且控制墻體澆筑厚度在1.5m左右。另外，選擇梯形棚來(lái)進(jìn)行支護(hù)處理，應(yīng)用混凝土澆筑方式澆筑，設(shè)計(jì)錨索，并采用錨網(wǎng)來(lái)對(duì)支護(hù)效果進(jìn)行強(qiáng)化，提高支護(hù)效果。

4.結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)階段我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，煤礦沿空留巷技術(shù)的應(yīng)用還存在很多方面的問(wèn)題，直接影響到了整個(gè)煤礦開(kāi)采工作的順利開(kāi)展，因此，必須要針對(duì)煤礦沿空留巷技術(shù)的有效應(yīng)用展開(kāi)詳細(xì)的分析和研究，以此來(lái)推動(dòng)整個(gè)煤礦開(kāi)采工作的高質(zhì)量發(fā)展。