利用煤矸渣砼实施沿空留巷技术

【摘要】沿空留巷又称沿空护巷，是指区段运输平巷采用单巷布置，随回采工作面推进，在紧靠平巷上帮处砌4―6 m宽的防护带，或利用木垛或密集支柱代替矸石带，加强平巷的支护，以保留上区段的运输平巷作下区段回采时的回风平巷用。在煤矿K开采过程中，由于多种原因留下许多煤柱而不能采出。煤柱中数量最大的损失就是各类巷道的保护煤柱，尤其是采区中的采、准护巷煤柱。随着开采深度的增加，煤柱宽度将越来越大。为提高回采率，减少资源损失，降低开采系统掘进率，缓和采、掘衔接关系，因此探讨沿空留巷技术在中厚煤层中的应用具有重要的现实意义。

【关键词】煤矸渣；沿留巷

1.沿空巷道应用及围岩变形特征

龙湖煤矿开采57#煤层，该煤层在一采区有二片，平均厚度3.06m，倾角22度，直接顶为2.5m灰黑色粉砂岩，老顶为5.5m的灰白色粉砂岩，底板为5.5m灰白色细砂岩，回采工艺为炮采，三排八柱支（单体DZ一28），沿空留巷支护见图1。其留巷施工是：在回采工作面煤壁至前方20m范围内，在巷道上帮打贴帮柱，木柱直径大于150mm，间距1m，并打锁帮锚杆，间距1m，锁帮锚杆上木托盘（200mm×80mm×150mm），石墙为煤矸混凝土，用料设计为矸石：水泥：煤粉为 3：1：1，石墙底宽2.5m、顶宽2.0m，煤台上用单体液压支柱支护，滞后回采工作面20m，待顶板稳定后用木柱替换，煤台用半圆木刹帮，刹满刹严。实践表明，沿空留巷的矿压显现主要取决于围岩的应力状态、围岩的组成和力学性质、巷道支护条件及开采煤层厚度等。

（1）掘进影响期；（2）无采掘影响期；（3）工作面前方回采影响期；（4）工作面后方回采影响期；（5）工作面后方回采影响稳定期；（6）二次回采影响期。

实践可见：工作面前方40m以岩基本稳定；40~20m范围内，巷道受超前支承压力影响，巷道有微小变形；工作面后方10~20m处，巷道变形增大；工作面后方40~50 m顶板移近速度逐渐减弱趋向稳定。

2.沿空留巷的支护

沿空留巷由于二次利用，不仅需要巷道的基本支护、巷内永久支护和临时加强支护，还需巷旁支护。

巷内的基本支护有：锚杆支架、普通木棚、锚杆一棚子支护、刚性金属棚、可缩性金属棚。

巷内加强支护：分永久加强支护和临时加强支护。巷内永久加强支护有：增加棚子密度、加强顶梁柱、中心柱靠帮支柱、加设锚杆一顶柱（或锚杆一棚子）支护、加强点柱（或）单排密集。

巷内临时加强支护有：棚予问加设12根单排单体支柱或双排单体支柱、安架排中心和排偏心顶梁柱、采空区一侧双排（单排）顶梁柱。

在回采工作面后方附近，由于裂隙带层取得平衡之前的急剧沉降，引起巷道顶板在短期内强烈下沉，已采区冒落岩石在上覆岩层作用下向巷道挤压，使沿空留巷靠采区一侧的帮压也较强烈。一般情况下，沿空留巷的顶板下沉速度在工作面后方10―20m处最为强烈。下沉量主要发生在工作面后方0―40m的范围内，在工作面60~100m顶板下沉趋于稳定。

凡直接顶冒落后，能充满采空区，使老顶处于平衡状态的顶板岩层，沿空留巷的顶板下沉量与煤层开采厚度呈正比关系。煤层采厚越小，愈有利于沿空留巷的维护。沿空留巷的顶板下沉量，靠近采空区一侧比靠煤帮处要大一倍左右。煤帮稳定性对沿空留巷的顶板也产生明显的影响。若巷道的煤帮遭到严重破坏，岩层沉降就会向煤体纵深发展。巷道顶板下沉量和煤帮位移都显著增长。所以，沿空留巷必须维护好煤帮。

沿空留巷的支架可缩性应与岩层沉降量相适应；足够的支架阻力能避免直接顶板严重破裂，使其与上部岩层之间不产生较大离层。在回采工作面后方0―40m采动影响强烈区内，必须增设临时加强支护，及时更换失效的支护。

沿空留巷在上区段工作面后方维护比较困难，随着采空区顶板岩层运动趋向稳定，巷道的围岩变形逐渐减弱并趋于稳定，巷道维护不太困难。

3.结论

57#煤层沿空留巷的生产实践表明，中厚煤层应用沿空留巷方法是行之有效的。经一年多时间，右二片57#平巷达到留巷要求。此巷目前正做为一采区右三片57、56的回风巷使用。

沿空留巷使煤炭资源能得以充分利用，提高回采率，又相应地延长矿井的服务年限，同时改进巷道维护状况，减少巷道维修费用，改善了井下开采系统，降低掘进率，缓和采掘关系紧张局面。沿空留巷的护巷方法必将随着科技发展得到完善和提高。