切頂卸壓沿空留巷技術(shù)的應(yīng)用

王 政

（山西汾西中興煤業(yè)有限公司，山西 交城 030500）

沿空留巷是近年來被廣泛應(yīng)用到礦產(chǎn)資源開采中的一項重要技術(shù)，為了充分發(fā)揮這一技術(shù)的作用，要加強(qiáng)對該項技術(shù)的研究，適當(dāng)推廣。該項技術(shù)在實際應(yīng)用中具有高效、安全、綠色等特點，通過對這一技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠提高礦產(chǎn)資源回采率，使綜采工作面回風(fēng)上隅角瓦斯聚集問題得到解決，提高礦產(chǎn)資源開采時，通風(fēng)系統(tǒng)在運(yùn)行中的可靠性，避免由于通風(fēng)不暢，引發(fā)安全事故，降低開采效率，造成人員傷亡。由此可見，在礦產(chǎn)資源開采時，要加強(qiáng)對切頂卸壓沿空留巷技術(shù)的應(yīng)用與推廣，提高礦產(chǎn)資源開采水平與效率，從而為后續(xù)礦產(chǎn)資源開采作業(yè)智能化、自動化的實現(xiàn)提供支持。

1 切頂卸壓沿空留巷技術(shù)的具體應(yīng)用原理

所謂切頂卸壓沿空留巷指的是在礦產(chǎn)資源開采時，沿著工作面前方預(yù)留巷道采空區(qū)側(cè)，進(jìn)行爆破切頂鉆孔布置，針對工作面頂板，要采取超前預(yù)裂爆破作業(yè)，采取這一方式開展作業(yè)，能夠使頂板沿預(yù)定方向會出現(xiàn)切縫，也就是切頂線[1]。在進(jìn)行礦產(chǎn)資源開采時，隨著礦產(chǎn)工作面推進(jìn)，對采空區(qū)底板情況進(jìn)行觀察可以發(fā)現(xiàn)，其來壓會呈周期性變化，巷道采空區(qū)側(cè)頂板沿著切縫跨落，會在礦區(qū)內(nèi)形成留巷幫，能夠形成切頂卸壓沿留空巷，通過這一方式，能夠大幅度降低采空區(qū)頂板來壓時，對留巷造成的不良影響，保證開采作業(yè)安全、穩(wěn)定進(jìn)行[2]。

切頂卸壓沿空留巷技術(shù)在具體應(yīng)用過程中的原理是爆破預(yù)裂頂板將基本頂和直接頂懸臂切斷，通過這一方式，能夠有效斷開采空區(qū)與巷道頂板兩者之間的聯(lián)系，從而減少支護(hù)在具體應(yīng)用期間，承受的巖石重力，避免底板巖回轉(zhuǎn)角發(fā)生嚴(yán)重下沉現(xiàn)象，保證巷道頂板圍巖層能夠保持穩(wěn)定、完整，以免直接頂巖層與基本頂巖層間出現(xiàn)離層，同時，可以將巷道周圍應(yīng)力集中轉(zhuǎn)移到圍巖深部，使巷道位置圍巖整體應(yīng)力狀況得到有效改善[3]。通過對這一技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，還可以大幅度減少巷道維護(hù)量，從而減少實際作業(yè)開展時，物力、財力、人力消耗量。

2 切頂卸壓沿空留巷技術(shù)的實際應(yīng)用探討

2.1 現(xiàn)場概況

某礦從2018 年開始采用沿空留巷技術(shù)，截止2020 年6 月12 日一共留巷長度達(dá)到了5 025 m，具體作業(yè)中，采用高位切頂自動成巷工藝留巷長度為1 952 m。通過對該礦的實際開采情況來看，依據(jù)具體應(yīng)用情況來看，沿空留巷可以有效減少作業(yè)開展時的掘進(jìn)量，提高采區(qū)回采率，同時能夠使采掘連續(xù)緊張情況能夠得到緩解，進(jìn)一步改善工作面通風(fēng)狀況。但是，需要相關(guān)工作人員注意的是，采取泵注混凝土巷旁支護(hù)工藝存在的問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1）留巷成本高，建設(shè)費用約為11 450 元/m。

2）留巷道在長期應(yīng)用過程中，受外界因素影響，會發(fā)生嚴(yán)重變形情況。通過對現(xiàn)場情況進(jìn)行觀察可以發(fā)現(xiàn)，留巷后巷頂?shù)装逦灰屏孔畲竽軌蜻_(dá)到1.6 m，而且中底鼓嚴(yán)重。

3）后續(xù)要進(jìn)行大量翻修作業(yè)，巷道維護(hù)成本高、工作量大，這會對后續(xù)正常生產(chǎn)作業(yè)造成嚴(yán)重干擾，從實際情況來看，為了確保巷道安全、穩(wěn)定，可以滿足應(yīng)用需求，通常要進(jìn)行一次翻修作業(yè)，進(jìn)行翻修時，應(yīng)當(dāng)以起底為主，而且還要對巷幫和擴(kuò)幫進(jìn)行支護(hù)加固，提高整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

切頂卸壓沿空留巷技術(shù)與泵注混凝土巷旁支護(hù)施工工藝進(jìn)行對比，前者在具體應(yīng)用時，可以顯著改善留巷礦壓。巷道在應(yīng)用時，幾乎不會發(fā)生變形現(xiàn)象，而且能夠大幅度降低巷道翻修量與費用，減少留巷費用[4]。此外，通過對切頂卸壓沿空留巷技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠確保礦井在生產(chǎn)中的穩(wěn)定性、安全性，保證通風(fēng)順暢，實現(xiàn)對礦產(chǎn)資源的合理開采，因此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對這一技術(shù)的應(yīng)用與推廣。

2.2 切頂卸壓金屬網(wǎng)檔矸構(gòu)成巷墻的具體方案

2.2.1 作業(yè)期間的關(guān)鍵工作內(nèi)容

1）處理巷道原頂板支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的各種鋼帶，在具體處理時，施工人員必須謹(jǐn)慎進(jìn)行，不得馬虎，以免由于處理不合理，引發(fā)事故[5]。

2）切頂爆破前，為了保證整個作業(yè)開展穩(wěn)定，避免發(fā)生安全事故，需要針對頂板進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)處理。

3）開展切丁爆破眼施工作業(yè)。

4）進(jìn)行擋矸柱、金屬網(wǎng)施工，對尾巷要做好支護(hù)作業(yè)，保證其穩(wěn)定。

5）將作業(yè)中采用的炸藥安裝在切頂孔，然后開展爆破作業(yè)[6]。

2.2.2 施工工藝

1）截短鋼帶，該項工作就是將巷道原頂板支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼帶截短。在具體作業(yè)開展時，需要保留巷道與原巷道相比更小，因此，為了避免在開展爆破切頂時，對巷道中布置的原支護(hù)造成不良影響，在開展切頂爆破前，要截短原支護(hù)中鋼板，具體截短作業(yè)要嚴(yán)格依據(jù)要求開展，不得按照自己主觀意識隨意更改。

2）做好頂板補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)作業(yè)，為了進(jìn)一步加強(qiáng)支護(hù)，巷道內(nèi)靠近采空區(qū)一側(cè)需要布置鋼帶+錨索，布置位置與巷道副幫之間距離約為350 cm，在進(jìn)行鋼帶布置時，其需要沿著巷道進(jìn)行，每根鋼帶長度要為265 cm；采用的錨索規(guī)格：Φ2.22 cm×820 cm 錨索，錨索間距為80 cm；為了確保布置的鋼帶能夠滿足應(yīng)用需求，在每根鋼帶上要布置4 根錨索，每根錨索的性能、質(zhì)量都必須要達(dá)到預(yù)期。

3）針對工作面端頭，在進(jìn)行支架護(hù)梁之后，在與巷道副相距400 cm 處，利用錨桿鉆機(jī)開展施工，設(shè)置一排爆破眼。具體施工中，為了保證后續(xù)相關(guān)作業(yè)順利進(jìn)行，布置的炮眼與水平方向要呈82°夾角，深度600 cm，直徑4.5 cm，間距48 cm。

4）完成裝藥后，應(yīng)當(dāng)在與補(bǔ)強(qiáng)錨索相距20 cm 處搭設(shè)擋矸點柱，間距控制在80 cm 左右，將一根單體液壓支柱設(shè)置在兩根檔矸柱間，通過這一方式，可以使整個結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，避免后續(xù)礦產(chǎn)資源開采時出現(xiàn)事故，影響開采，造成人員傷亡。

5）通過對單體液壓支柱+π 型鋼梁支架臨時加強(qiáng)支護(hù)尾巷。對于尾巷長度超出了220 m 后，施工人員要拆除作業(yè)現(xiàn)場的臨時加強(qiáng)支架，通過永久性加強(qiáng)支護(hù)，具體支護(hù)時，采取木點柱，具體布置時，間排距120 cm×80 cm。

2.3 切頂卸壓沿空留巷技術(shù)應(yīng)用效果

2.3.1 觀測位移變化情況

指派專人對所有巷道的兩幫和頂?shù)装宓囊七M(jìn)量情況進(jìn)行全面觀察，通過觀察獲取到的最終結(jié)果：頂?shù)装宄霈F(xiàn)的最大移量達(dá)到了約28 cm，兩幫出現(xiàn)的最大移量約為10 cm。這一結(jié)果與采取剛性?；虮米⑷肴崮；炷翂ρ乜樟粝锛夹g(shù)保留巷道發(fā)生最大移進(jìn)量160 cm 相比小很多，通過對比分析可以發(fā)現(xiàn)，對這一技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，留巷變形量小很多，整體應(yīng)用效果更好，可見，采取該項技術(shù)，在作業(yè)效果上是可行的。

2.3.2 取得的效益

通過對不同的施工方案進(jìn)行分析，采用切頂卸壓金屬網(wǎng)檔矸構(gòu)成巷墻技術(shù)在具體應(yīng)用時，在成本上與鋁合金模板注入混凝土相比，每米費用減少了接近4 000元，取得了不錯的經(jīng)濟(jì)效益。

通過分析可以發(fā)現(xiàn)，采取混凝土墻沿空巷技術(shù)進(jìn)行作業(yè)，留巷變形量大，因此，無法滿足后期相關(guān)作業(yè)開展時的具體要求，為了確保后續(xù)相關(guān)作業(yè)順利進(jìn)行，在應(yīng)用前，以及應(yīng)用期間，要做好拉底與維護(hù)作業(yè)，該項內(nèi)容也會產(chǎn)生較大費，會對整個工程開展造成較大影響。而采取切頂卸壓金屬網(wǎng)檔矸構(gòu)成巷墻技術(shù)，具體工程中留巷變形量較小，出現(xiàn)的斷面也能夠滿足后續(xù)應(yīng)用需求，在施工開展時，并不需要進(jìn)行拉低處理，工程需要維護(hù)量較小，也不會產(chǎn)生較高費用，因此取得了不錯經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語

通過對該礦的具體開采情況進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，在實際開采作業(yè)期間，采取切頂卸壓沿空留巷技術(shù)，具有勞動強(qiáng)度低、施工開展簡單、成本低等特點，而且能夠取得不錯的經(jīng)濟(jì)效益，可見，對其這一技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時可行的。因此，在日后相應(yīng)礦產(chǎn)開采中，為了保證開采作業(yè)順業(yè)進(jìn)行，提高經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對這一技術(shù)的應(yīng)用與推廣。