浅谈沿空留巷煤矿开采技术

摘要：沿空留巷技术就是是煤矿开采技术的一项重大改革。本文通过此技术的优势分析基础上，探讨了沿空留巷开采技术的施工工艺和性能要求，并展望了技术发展更新的可能性。

关键词：沿空留巷 煤矿 开采技术

针对矿井煤炭资源日趋紧张的实际情况，为最大限度回收煤炭资源，延长矿井开采寿命，各煤矿大力推行科技兴企战略，成功实施了大煤下沿空留巷新工艺，进一步解放了呆滞煤量，提高了煤炭资源回收率，提升了企业效益。沿空留巷技术就是是煤矿开采技术的一项重大改革，它对提高煤炭回收率，降低掘进率，缓解采掘接替的紧张状况，提高矿井的经济效益都有十分重要的意义。

1、技术优势分析

(1)通过对巷道受力机理和各种支护特性的结合，形成对二次沿空留巷的有效支护，从而解决多次采动条件下的支护难题。巷道回采期间基本保证完好，其收缩量在允许控制范围之内，从而为高瓦斯工作面顺利实现Y型通风提供了技术上的支持与保障。

(2)实现无煤柱开采，提高煤炭回采率，延长矿井服务年限。有利于解决工作面瓦斯问题。传统U+L型通风方式通过排瓦斯横贯排放瓦斯，利用采空区通风，不但造成采空区瓦斯大量涌出，而且致使上隅角至排瓦斯横贯段瓦斯浓度处于爆炸临界状态。

(3)解决生产衔接紧张问题。传统U+L型通风方式，要投入大量时间去准备新的采煤工作面。而沿空留巷工艺的采用，大量减少了掘进量，使沿空巷道继续服务下一个工作面；此外，掘进工程量大量减少，工作面提前构成，为瓦斯抽放提供充足的时间和空间，可从根本上解决采、掘、抽衔接紧张问题，使矿井采、掘、抽工程衔接步入良性发展轨道。

(4)还重点解决了以下几个问题：1)取消了高抽巷、低抽巷，解决了工作面回采期间的瓦斯问题和上、下邻近煤层的瓦斯突出问题；2)解决了采掘接替困难问题，缓解了生产衔接紧张的局面；3)避免了工作面跳采和工作面孤岛开采，实现了连续开采，保证了矿井安全、稳定、高效生产；4)采煤工作面的高温由38.5度降至34度，改善了采煤工作面的作业环境；5)提高了矿井煤炭资源回收率，节约了煤炭资源。

2、施工工艺

选用加水拌和的膏体混凝土材料，外加添加剂材料，作为巷道的充填材料，并采取顶板打锚杆上钢带、控制顶板下沉等措施，实现了无煤柱开采。该工艺充分结合现场地质构造和巷道岩性，明确细化充填程序，严格充填材料配比，完善了远距离泵运送加水拌和的膏体混凝土材料充填技术。施工时，施工人员通过管路将高水速凝充填材料泵送到留巷上帮（采空）侧的柔模内，固化后形成了一道厚1.2米、高2.5米的混凝土充填墙体，不仅缩短了留巷时间，而且提高了留巷质量，大大减轻了工人的劳动强度，提高工效3倍以上。

3、性能要求

(1)在工作面后方某一范围内，巷道顶煤与直接顶已经卸载，此时巷帮充填体需有一定的支护阻力。如果不及时支护或者支护阻力低，顶煤与直接顶就会沿巷到煤帮破断，造成巷道破坏严重或前期变形量过大；因此，巷帮充填体应具有凝固速度快、早期强度高的特性，及时支护顶煤及直接顶，确保巷道内顶煤与直接顶不破碎，避免其与上部老顶离层，并切断巷道靠采空区侧的顶煤与直接顶，以减小巷帮充填体所承受的压力。

(2)随着回采工作面的推进，必然引起老顶依次破断失稳，此时巷帮充填体的边缘依次达到极限值时，老顶将被依次切断。巷帮充填体的切顶高度取决于采出煤体的厚度，综放开采采出的煤体厚度较大，需切落的顶板高度较大，故充填体应有较大的切顶阻力。

(3)垮落的矸石由于破碎后体积增大，当充满采空区时，更上位岩层在矸石、煤体、巷内支护与巷帮充填体的共同支撑作用下取得运动的平衡，巷道围岩变形趋于缓和并逐渐稳定，此时巷帮充填体的支护阻力应能维持巷道上方已被切断岩层的平衡，将巷道顶板（煤）下沉量控制在设计要求的范围内。

(4)从所留巷道两侧介质的刚度匹配来说，巷道一侧是具有一定可缩量的弹塑性介质的煤体，另一侧是巷帮充填带，若巷帮充填体所具有的可缩量很小或基本上是刚性的，则会造成顶板下沉不均衡，对巷道维护不利。困此材料应具有良好的可缩性。

但是，迄今为止，还没有一种具有以上性能的充填材料。

4、研究前景

沿空留巷要经历两次强烈的采动影响，大量理论研究和生产实践表明，如何提巷道围岩强度，并正确选择合适的支护方式是保证所留巷道在留巷后巷道稳定的键。分析沿空留巷的围岩应力变化，主要表现为回采引起的比原岩应力大得多的支承压力对巷道的影响。因此保证巷道稳定的关键在于对巷道两帮和顶板的控制效果。现场试验研究，运用锚杆支护作为沿空留巷巷内基本支护，能取得较好技术经效果。

沿空留巷是煤矿开采技术的一项重大改革。但是，作为沿空留巷的一个难点巷旁支护，在我国却一直没有得到很好地解决。沿空留巷技术的成功应是巷内支护与旁支护联合作用的结果，其中巷旁支护是沿空留巷支护技术的关键，沿空留巷技术败的关键是巷旁支护能否适应沿空巷道的顶板运动规律，有效地控制顶板岩层。

5、结语

煤矿通过实施了大煤下沿空留巷新工艺，墙体经受住了工作面顶板初次来压与周期来压考验，工作面开采正常，充填墙体支护效果良好，为煤炭系统同类条件下优化矿井开采技术积累了宝贵经验。也较好地实现了无煤柱开采，提高了煤炭资源回收率，减少了巷道掘进量，其技术优势和经济效益非常显著。

参考文献

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