探究沿空留巷技术在煤矿开采中的应用

[摘 要]在煤矿开采作业中，运用沿空留巷技术，有利于回采过程中原有运输巷道完整性的保护，对于有效提升煤矿开采作业的进度，实现能源资源的节约等各方面都具有重要的意义。本文立足于工程实际，主要围绕在煤矿开采中瓦斯治理、采煤工作面巷旁与巷内支护等方面展开对沿空留巷技术的应用探讨。

[关键词]沿空留巷 煤矿开采 应用

中图分类号：C39 文献标识码：C 文章编号：1009914X（2013）34054901

所谓沿空留巷技术，主要是指在煤矿开采作业中，在采煤工作面进行采煤之后，沿着采空区边缘，对原来的回采运输巷道进行维护，并采用相应的技术手段，重新支护上区段的顺槽，留于下区段使用的技术。这种沿空留巷的做法，能有效减少巷道变形量，同时隔离采空区与巷道，防止巷道中进入水以及有害气体，对于煤矿的安全开采具有重要意义。

一、矿井概况

某矿井在煤矿开采中，长期存在着工作面的准备时间过长，而且煤矿巷道的掘进速度较慢以及煤层透气性等问题，该矿井决定在23101工作面的煤矿开采过程中，使用沿空留巷技术。23101工作面的总面积为10.8万平方米，走向宽与倾向长分别为120米与700米。该矿井以瘦煤为主，煤层呈粉末与碎块状，倾向51°，倾角平均为16°。煤层的底板厚1.42m-12.93m，3.45m-18.55m为其顶底板岩性老顶的厚度，直接顶与伪顶厚度分别为：4.23m-20.89m与0.55m左右。单斜构造为该矿井的地质构造，且呈现出西高东低的特点。23101工作面最大涌水量与正常涌水量分别为：14.5m3/h与10.5m3/h-20m3/h，同时3.90m3/t为其相对瓦斯涌出量，并伴随着煤层标高的增加而减小。该矿井在煤矿的开采过程中，23101工作面运用全部垮落法对对顶板进行管理，并运用煤层走向倾斜长壁后退式的采煤方法进行煤矿开采，巷道呈仰斜布置，23101工作面采用俯斜推进方式进行作业。

二、煤矿开采中，沿空留巷技术的应用

23101工作面采用沿空留巷技术，对工作面上区段的顺槽进行支护，目的在于减少掘进量，使吨煤成本有效降低。同时，有效缩减工作面的准备时间，确保回采工作面能够有效接替，实现连续开采作业，从而实现矿井经济效益的最大化。同时，在该工作面中，运用沿空留巷技术，能有效利用或控制矿山的压力，使其服务于矿井的安全生产，对于提高煤矿开采的安全性与开采效率具有重要意义。

（一）运用沿空留巷技术，防治瓦斯危害

23101工作面的自然条件利于沿空留巷技术的实现，无煤柱护巷技术在该工作面中的应用，确保在本工作面采空区内瓦斯集聚不超限，能够对邻近层面的瓦斯进行卸压，从而有效防止瓦斯安全隐患，提高了煤矿开采的安全性，同时还能够使该矿井煤炭资源的回收率得以提高，从而确保连续开采作业的顺利实现。在工作面的采煤工作中，通过沿空留巷技术，使混凝土输送泵将充填材料泵送至工作面采空区留巷处，并留设相应的充填体，对采空区进行隔离，同时填充体与原来巷道中的内支护一起构成了巷道系统，实现共同承载采动应力。但需注意，沿空留巷技术在该工作面的应用过程中，要在原有支护的基础之上，进一步提升支护的强度，从而保障在采动应力的作用之下，所留巷道具有足够的稳定性。

（二）运用沿空留巷技术，强化工作面巷旁支护

在该矿井23101工作面的沿空留巷巷旁支护中，要严格执行充填工艺流程（替棚清理支模搅拌输送充填清洗拆模），提高留巷的支护强度。其首要任务即是充填体材料的优化选择。由于考虑到在工作面老顶的压力作用下，充填体以及下位岩层的动载系数，要求在选择充填体材料的过程中，要对充填体材料的强度进行详细计算，确保其能够满足承载的要求。在该工作面的充填体材料选取中，由于矿井巷道的煤帮到切顶线的悬顶宽度是所留巷道充填体宽度的1.25倍，由此选择混凝土膏体材料作为充填材料。同时，为了有效防止沿空留巷在采动支承的应力作用之下产生变形的现象，在留巷充填体的选择时，要求选择具有较强可缩性能的填充体，为巷道维护提供有力的保障。

（三）运用沿空留巷技术，强化工作面巷内支护

在该矿井23101工作面沿空留巷巷内支护中，主要分为沿空留巷墙体的顶板支护、充填体的临时支护以及沿空留巷巷内的加强支护几方面。为使充填体的支护强度得以强化，主要采取在沿空留巷的巷道内进行临时铁硼的架设的方式提升支护强度，铁硼在架设过程中，采用铰接顶梁沿着矿井的走向进行架设，且采用一梁两柱双排的铁硼。其中一排铁硼靠近巷道中间位置，另一排铁硼与充填垛相互紧靠。为提升留巷支护体的有效性，可采取超前加强支护的方式，使动压对留巷的影响有效降低，确保工作面上方直接顶的完整性，从而全面提升工作面顶板的管理力度，并为实施沿空留巷技术创造更加有利的条件。在实施超前加强支护的过程中，可选用巷道液压支架、一梁三柱双挑棚的方式进行支护。此外，还需对沿空留巷墙体的顶板采取相应的措施进行支护，全面提升所留巷道的稳定性。最后，在工作面实施沿空留巷之后，要综合考虑瓦斯隐患，结合现场情况进行封闭，做好沿空留巷的瓦斯抽采与通风工作，在工作面的采煤作业中实施严格的瓦斯监控，预防火灾。

综上所述，在煤矿开采中，运用沿空留巷技术，能够实现瓦斯卸压，有效防止瓦斯事故，利于矿井的瓦斯治理。同时，利用沿空留巷技术，还能够实现无煤柱开采，实现煤炭资源的合理开发与回收，有效提高其采出率，缓解工作面采掘中出现的接续紧张的状况，对于提升矿山企业的经济与社会效益意义重大。

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