浅谈沿空留巷孤岛工作面开采技术

[摘 要]青龙煤矿21602综采工作面是孤岛工作面，且运顺为砌块墙沿空留巷，本文从顺槽支护、砌块沿空留巷墙体保护、顺槽卧底、工作面回采管理等几个方面探讨孤岛工作面的开采技术，沿空留巷技术是煤炭开采护巷技术的重要发展方向，越来越多的沿空留巷需有回采，21602孤岛工作面的安全顺利回采为类似条件的工作面提供了宝贵的经验。

[关键词]孤岛工作面 沿空留巷 超前支护 回采工艺 顶板压力

中图分类号：TD823.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0002-01

一、概述

青龙煤矿21602综采工作面所采煤层为二叠系上统龙潭组16煤，厚度1.3～3.2m，平均厚2.6m，煤层稳定，结构相对复杂，以亮～半亮型，条带状结构。粉粒状～块状构造。煤层中下部含1～3层泥岩夹矸（厚0.2～0.6m），由东向西煤层逐渐增厚，绝大部分煤层厚度在2.0m以上。该工作面位于二采区西南翼，是二采区西南翼16煤第二个区段工作面。东南临11608工作面（已回采），21602工作面与相邻已采的11608工作面中间留有20m保安煤柱；西北临21604工作面（已回采），运顺顺槽为21604工作面回采过程中采用砌块墙沿空留巷技术留设，沿空留巷墙高2.6m～2.8m，宽1.2m。

21602工作面长165m，共安装114台ZYG3400/15/34（ZY3400/15/34）液压支架。运顺巷道宽4.5m、高2.8m；轨顺巷道宽3.8m、高2.7m。两巷道均采用锚网梯加锚索联合支护

二、项目研究的必要性

孤岛工作面不同方向支承压力的迭加，是孤岛工作面开采中的一个重要特点。采动过程中工作面上下巷道围岩会处于流变状态，并且受到高应力作用而加剧变形，严重威胁了人员出入和机械设备的正常运转；一定条件下，采场顶板覆岩结构失稳会对工作面支架造成冲击载荷，形成大面积片帮，严重时会造成支架压死、设备损坏，挤出的煤体会封堵工作面出口，同时导致瓦斯涌出量增加等工程灾害。同时21602运顺为沿空留巷顺槽，受一次动压影响，部分地段墙体受压损坏严重，墙体支撑效果差。因此，必须采取合理有效的措施，来确保21602孤岛工作面的安全顺利回采。

三、主要保障措施

1、保证两条顺槽的支护强度和支护距离。

2、保证顺槽高度，巷道提前卧底。

3、着重加强对沿空留巷墙体巷旁的支护。

4、加强对下出口三角带顶板的维护。

5、修复损坏的墙体。

四、实施的方式、方法、步骤

1、超前及端头支护方案

（1）运顺沿空留巷超前支护：

采用DW25～DW35型单体液压支柱配合十字型、一字型金属铰接顶梁作为超前支护，超前单体为2排，间距800mm，支护长度50m。为保护墙体，在距墙体450mm距离施工一排单体液压支柱配合一字梁支护，支护长度50m。

（2）轨顺超前支护：

轨道顺槽采用DW28～DW35型单体液压支柱配合十字型金属铰接顶梁作为超前支护，超前单体为三排，间排距为1.0×0.8m，支护长度40m（中间一排20m）。

（3）端头支护

工作面端头采用液压支架配合单体液压支柱、十字型金属铰接顶梁支护。回采时，两端头采帮提前回撤单体距离不大于1.0m。回采过程中，输送机上窜下滑，造成支架与单体距离增大时，必须补打单体。距离0.5m～1m时补打一排单体加一字梁，距离1m～2m时补打一排单体加十字梁。

2、巷道卧底、保证巷道高度

运顺沿空留巷顺槽底鼓严重、顶板下沉量大，根据回采前200m矿压观测，顶板下沉50-100mm，底鼓200-300mm，利用检修间歇时间，对运顺进行提前卧底，卧底后巷道高度要达到3m，低洼点或应力集中区巷道高度不低于3.2m，保证回采时1#支架及下端头的安全出口高度。

3、沿空留巷墙体修复方法

21602运顺880m处采帮施工一个高抽钻场，导致此段的巷道压力大，应力集中，墙体受损严重，840～900m段墙体片帮约400mm，采取了用木板支盒子灌浆的方法让墙体恢复原来的形状支撑顶板。

4、端头三角带区域片帮支护方案

受两次动压影响，运顺采帮鼓帮严重，从采帮往工作面延伸2-3m煤体变酥，片帮严重，为减少机头三角带处空顶面积，采取了端头架上网，在三角带空顶面积处从3#架斜穿一根工字钢来支护顶板，工字钢的一头伸出巷道，用单体抬住。

5、回采工艺

工作面采煤方法为单一走向长臂后退式，沿煤层顶板开采，一次采全高，回采工序为：采煤机割煤移架推移输送机；当工作面发生片帮时，采用超前支护方式，即移架采煤机割煤推移输送机。进刀方式为端部斜切进刀，采煤机双向割煤，往返进2刀。

6、工作面采高控制

21602综采工作面支架型号ZYG3400/15/34（ZY3400/15/34），最低支撑高度1.5m、最高支撑高度3.4m；工作面采煤机型号MG300/700-AWD，滚筒直径1.6m。孤岛工作面顶板压力大，要控制好采高，以免压死支架或影响采煤机通过，采高最低高度不能低于2m，最大采高不得超过支架最大支撑高度3.4m。

五、结论

21602工作面运顺沿空留巷，是兖矿贵州能化第一个留巷成功的项目，也是回采的第一个沿空留巷孤岛工作面，本工作面的顺利回采，标志着沿空留巷的成功，为以后沿空留巷孤岛工作面顺利回采提供了宝贵的经验。