工 术 沿空留巷技术应用现状与存在的问题分析 杜文君 山西汾西矿业（集团）有限责任公司高阳煤矿 山西孝义【摘要】沿空留巷技术可以减少巷道掘进量，减少护巷煤柱的留设， ０３２３０６ 巷道压力随采高的增加而增加，以及已采区和工作面采动引起的支承 增加资源回收率。同时，还可以解决上隅角瓦斯积聚问题，避免采空区煤 压力的叠加作用，使巷道围岩应力增加，使得工作面超前支承压力影响 柱自燃发火的问题。文章首先对我国沿空留巷技术发展现状进行了归纳总 距离加大，矿压显现剧烈，沿空留巷的顶板下沉量随开采厚度增加而增 结，然后分析了我国沿空留巷技术￣－，ａ－的问题，最后以一个工程实例说明了 大，在工作面前方附近，巷道断面收缩率较大，若不采取合理的巷内支 沿空留巷技术的应用。 【关键词】沿空留巷；现状；问题 护方式将所留巷道的变形控制在一定的范围内，则很难保证所留巷道 在下区段回采时能正常使用。 ２．３理论研究问题 在二次回采时，沿空留下的巷道会表现出一些与一般巷道不同的 我国的煤矿开采绝大多数采用井工开采，为此需要掘进大量的巷 特点。这是由于这种巷道一帮为实体煤壁，另一帮则是人造帮，人造帮 道。据统计，我国每年为煤矿开采而新掘的巷道长达２．４万ｋｍ。过去， 属大变形围岩，容易变形。另外，沿空留巷中巷道的矿压显现比普通巷 采区平巷一直沿用留煤柱的方法进行护巷，即在工作面之间留设一定宽 道要剧烈得多，这是因为它既要受到掘进时的采动影响，又要受到两次 度的煤柱，用于防止工作面与相邻采空区通透漏风而引起采空区的自然 采动的影响，比普通巷道多受一次采动影响。到目前为止，对沿空留巷 前言 发火，同时也兼顾了工作面矿山压力的影响。采用煤柱护巷，其主要缺 点是会造成大量煤炭资源的损失，其损失的煤炭资源往往占到全矿煤 炭损失的４０％。另外，如果煤柱留设不合理，还会使覆岩应力在煤柱处 形成集中，对其伏巷造成破坏。因此，研究区段无煤柱护巷，对安全生 围岩控制机理研究不够深入，对沿空留巷所处的应力环境及其矿压显 现规律掌握不够，构建的沿空留巷受力模型还不完善，还没有一套行之 有效的沿空留巷支护参数设计方法，不能很好地指导沿空留巷工程实 践。 产、提高煤炭回采率和增加经济效益等都具有十分重要的意义。 ３，工程实例 １．我国沿空留巷技术发展现状 某煤矿３３１２综采工作面走向长１２８４ｍ，倾向宽度在１４５－１８６ｍ。该 沿空留巷技术在我国的应用最早可以追溯到上世纪五十年代，之 工作面为薄煤层综采面，煤层厚度在１．３－２．１ｍ，平均煤厚１．６ｍ，卧底采 后—直是煤矿开采的重要研究方向。铵照沿空留巷的支护方式，我国沿 煤，采高１＞１．８ｍ。底板为砂岩，厚度４．３－７．９ｍ，平均厚度５．８ｍ。直接顶 空留巷技术到目前为止大致经历了三个发展阶段，具体如下： 主要为泥岩，厚度在２．７－８．２ｍ，平均厚４．９ｍ，局部为粉砂岩。老顶为中 （１）从上世纪五十年代起，首先在薄煤层开采中探索巷道的二次 砂岩，厚度７．６－２１．４ｍ，平均厚１５．４ｍ。回风巷采用沿空留巷技术，断面 使用问题。具体做法是用采出的矸石在巷道旁边砌筑墙体，用于维护 形状为斜梯形，留巷巷宽３．６ｍ，中高２．２ｍ。 工作面后方巷道。但是用矸石砌筑的墙体，在应力作用下下沉变形量 ３．１支护方案 ． 很大。墙体下沉后，载荷转移到巷道内的支架上，很多支架因此而被压 巷道顶板支护方式为锚杆＋锚索＋槽钢＋金属网联合支护。其中所 坏，工人的安全也受到一定的威胁。 用锚杆规格为￣２０ｍｍ×２ｓＤＯｍｍ，锚索为 ｌ７．８ｍｍｘ６５００ｍｍ￣ 锚杆 （２）上世纪八九十年代以后，综合机械化采煤技术在我国广泛推 间排距９００ｍｍ￣１２ｏｏｍｍ，锚索间排距为１５００ｍｍｘ ８００ｍｍ。巷帮支护 广使用。使用该技术后，工作面推进速度大大加快，采高也可以根据需 方式为锚杆＋钢带＋钢筋网支护，锚杆规格与顶板支护中的锚杆相同， 要增大很多。但这也带来了新的问题，即巷道变形速度和变形量增大， 间排距为８００ｍｍ×９００ｍｍ，采用规格为２２００ｍｍ×２００ｍｍ×３ｍｍ的钢 巷道维护工作面临着新的挑战。对此，我国煤矿工作者在借鉴国外沿空 带。采空区侧建造宽２ｍ的走向充填带，对巷旁进行充填与封闭，并利用 留巷技术的基础上，研发了巷旁充填护巷技术。这一阶段，沿空留巷技 充填墙对巷道顶板进行支护。为便于制作、输送，采用水泥、粉煤灰和 术从理论和技术上都有了较大的发展，但由于巷内支护大多为被动支 水按照质量ｌ：ｋ４：６：３的比例混合均匀后作充填材料。试块试验表明，充填 护，支护效果不够理想，加之巷旁充填技术又不完善，结果巷道变形量 体充填后第３天强度为６．２ＭＰａ，第７天强度为６．７ＭＰａ，第１４天强度为７．５ 较大，不能满足大断面沿空留巷的要求。因此，到９０年代中后期，沿空留 ＭＰａ，该强度可以满足切顶阻力要求。在回采过程中，用双排单体液压 巷的应用范围不仅没有扩大，反而出现了减小趋势。 支柱超前工作面１５ｍ进行支护，待滞后到２５～３Ｏｍ时回撤。 （３）进入本世纪以后，锚网索支护技术和巷旁充填技术的不断发 ３．２支护效果 展，我国将沿空留巷技术由薄煤层工作面推广到了厚煤层综放工作面。 在回凤尾巷内每隔８ｍ布置一个观测面，连续布置５０个观测断面， 如大同煤矿集团雁崖煤业有限公司一综放工作面进行了综放大断面沿 观测面内采用十字布点法布置测点。通过对测点的观测，发现巷道的 空留巷试验。所选巷道在支护时，巷内采用锚杆＋锚索＋喷浆联合支护， 顶底板最大移近量为４９０ｍｍ，两帮最大移近量为３３０ｍｍ，断面收缩率 巷旁支护运用高水材料充填加上空间锚栓加固网技术，成果地将上一 在２５％以内，基本上可以满足使用要求，只在局部地段需要进行适当修 阶段的运输巷道留作下一阶段的回风巷道使用。 复。 ２．我国沿空留巷技术存在的问题 ４．结束语 ２．１支护设计思路不尽合理 沿空留巷技术可以减少巷道掘进量，减少护巷煤柱的留设，增加资 以往在运用沿空留巷的过程中，没有将回采前的巷道掘进与回采后 源回收率。同时，还可以解决上隅角瓦斯积聚问题，避免采空区煤柱自 的留巷结合起来考虑，做到统筹兼顾，而是将其视为两个彼此独立的过 燃发火的问题。虽然目前该技术还有一些问题尚待解决，但他代表了绿 程。ｌ：ｋ￣ｎ，对于那些准备回采后继续保留使用的巷道，在选择支护形式 色高效采矿技术未来的发展方向，值得广大煤矿工作者对其进行更多的 和设计支护参数时，没有预先考虑后期沿空留蕃技术的有要求。结果巷 探讨和研究。道在第一次回采结束后就已经发生较为严重的破坏，要想留下继续使 用，还得话费很多精力和费用进行维修。 ２．２巷内支护问题 大量理论研究和生产实践表明，如何提高巷道围岩强度，并正确选 参考文献 择合适的巷内支护方式，是保证所留巷道在留巷后巷道稳定的关键。随 ［１】李通林等．矿山岩石力学．重庆：重庆大学出版社，１９９１． 着综采、综放采煤技术的发展，工作面采高逐渐加大，由于工作面一次 ［２】孟庆彬等．巷道围岩松动圈理论及测试技术．中国矿山工 采出的煤层厚度增大，上覆岩层活动程度及波及的范围相应增加，回采 程，２０１０，５９（５）．