沿空留巷技术实践新汶局良庄煤矿 贾广辉摘要 介绍了良庄煤矿在几个不同地质条件的煤层中 , 应用不同材料作为 巷旁支护体沿空留巷护巷的情况, 并进行了分析和总结关键词 沿空留巷 技术实践良庄煤矿共有5个可采煤层, 2、4、11层为中厚煤层, 6、13层为薄煤层，倾角为5〜16°采面为双翼布置，走向长壁后退式开采 全部垮落法管理顶板十几年来， 我矿根据煤层埋深、顶底板岩性及稳定程度、矿山压 力显现， 因地制宜地应用沿空留巷技术， 先后在13、6层中应用矸石 带、水泥板垛配木垫层， 在 11 层中应用高水速凝材料进行沿空留巷， 并进行了探索和实践，留巷总长达12680m1 几种留巷方法1. 1 13煤应用矸石带护巷(1) 煤层顶底板岩性及工作面回采工艺13煤平均厚1. 5m,(含0. 3~0. 6m夹矸),直接顶为6. 0m石灰 岩， 直接底为 0. 8m 泥质砂岩， 老底为 15m 粉砂岩采用放炮落煤, SGW- 150C 型输送机运煤, 金属摩擦支柱支护, 单体液压丛柱切顶2) 护巷方法保留工作面运输巷, 作为下工作面的回风巷采 用煤中的夹矸在运输巷上帮沿走向垒砌石墙，倾斜长4m (图1)。
3) 留巷巷道的支护形式原巷道由于顶板为坚硬的石灰岩, 掘 进时顶板无支护，两帮用锚杆支护，巷道净断面5. 72m2留巷支护形 式为: 两排摩擦支柱带帽支护, 柱帽为方木, 间距1. 0m, 排距1. 6m4)留巷效果顶底移近量为196mm,两帮移近为174mm,断面收缩率为 15%, 摩擦支柱变形量占1. 2%, 维护效果较好图 1 应用矸石带护巷1—摩擦支柱; 2—靠帮支柱1. 2 6煤应用水泥板垛配木垫层护巷( 1) 顶底板岩性及回采工艺 6煤平均厚1. 0m, 直接顶为 3. 0m 的细砂岩, 直接底为 1. 2m 的粉砂岩回采工艺为BMD - 100型机组落煤,SGW- 40T型输送机运煤 NDZ 型内注式单体支柱带帽支护 2) 护巷方法保留采煤工作面运输巷,作为下一个工作面的回 风巷使用预制好的水泥坡规格为1000X200X 150mm)沿巷道上 帮台上连续垒砌，最上两层用方木(规格为1000X200X 150mm)接 顶用旧胶带挡风( 图 2) 图 2 应用矸石带配木垫层护巷1—摩擦支柱; 2—旧胶带; 3—预制块配木垫层(3)留巷支护形式原巷道顶板采用规格为18 X 1800mm树 脂端锚锚杆，排距0. 8m,间距1. 0m;两帮采用规格为2. 4X 1. 3m2、 孔径为40X40mm2菱形网配树脂锚杆支护，净断面为5. 72m2。
留巷 支护形式: 在锚网支护的条件下, 棚梁为 2. 4m 的 11# 工字钢, 棚腿 为摩擦支柱， 棚距 0. 8m 4) 留巷效果顶底板移近量为 760mm， 两帮 840mm， 巷道断面 收缩率为 47%， 因水泥块基本没有可缩量， 顶板来压后水泥块多数被 压坏工字钢及支柱变形量占32%， 巷道修复工作量大1. 3 11煤应用高水速凝材料护巷1 1煤平均厚1 . 7m， 直接顶为6. 0m 的粉砂岩， 直接底为厚1. 0m 的细砂岩回采工艺为MG- 200型机组落煤,SGD630/ 180型输送机 运煤,DZ20型支柱支护选用宜兴产的 KBY- 120/ 10型液压充填泵, 其性能指标为; 流量 120L/ min, 压力 10MPa , 充填能力为 9. 7m3/ h, 最大输送距离为 1000m充填材料使用新汶局禹村矿水泥厂生产的高水速凝材料充 填时甲乙料比为1： 1,水灰比为2. 0〜2. 5： 1使用充填袋及框架成 型凝固充填方式为日充一循环，进度2. 4m,宽1. 5m充填体与巷道上 帮保持0. 5m间距，沿走向布置，一次充填2. 4X1. 5X1. 8m3空间， 充填体上侧滞后切顶排保留三排正规支柱,充填体向采空侧沿走向保 留两排正规支柱( 图 3) 。
1. 4 留巷的支护形式原巷道支护形式与水泥板垛护巷相同,留巷支护形式为 : 在滞后 采面 60m 范围内,在锚杆支护条件下, 用工字钢棚梁配双排单体支柱 支护，棚距0. 8m采面后60m以外，单体支柱更换为摩擦支柱在工作面前后方5m范围内顶底移近量变化较大 后方10〜30m 范围内， 顶底及两帮移近速度急增， 距采面 45m 后移近量变化幅度 减小， 距采面 60m 后基本稳定巷道总的顶底移近 302mm， 两帮 278mm断面收缩率为23%,支架变形量占9% ,巷道修复工作量较 小A」图3充填位置、支护方式示意图2 沿空留巷的技术经济效益2. 1 技术效益沿空留巷技术实现了无煤柱开采, 提高了煤炭回收率, 降低了巷 道掘进率, 保证了工作面的正常接续双巷布置巷道时, 留设煤柱将 导致岩层中高应力集中, 从而为下伏煤层的开采带来困难, 同时使煤 和沼气的突出及冲击地压的危险性增加沿空留巷取消煤柱后, 消除 了因留煤柱引起的各种井下灾害2. 2 经济效益(1) 锚网支护的掘巷费比矸石带留巷费用多866元/ m, 比水泥板 留巷多647元/ m, 比高水速凝材料留巷多104元/ m ( 表 1) 。
表 1 锚网支护的掘巷与留巷情况对比项 目费用/兀 m-1断面收缩 率/%留巷效果锚网支护的掘巷994肝石带留巷12815较好水泥板留巷34747较差咼水速凝材料留巷89023较好(2)良庄矿沿空留巷总长12680m,按煤柱宽15m计，多回收煤48.8 万 t , 价值8800万元经济效益显著3 沿空留巷存在问题及改进措施3. 1 留巷期间的通风在留巷试验初期, 下工作面切眼往往没有掘透, 尚未形成独立的 通风系统, 需要安装局扇解决通风问题, 主要存在以下缺点:(1) 风筒架设在运输巷中, 在工作面开下机窝放炮过程中, 风筒 易损坏, 不易保护;(2) 需局扇长时间供风, 如局扇一旦出现故障, 造成长距离的盲 巷无风, 是不安全隐患;(3) 采面运输巷架设风筒, 影响下出口的畅通因此, 当一个采 面开采前, 首先将留巷服务的下一个采面的切眼掘透, 使留巷在整个 维护过程中, 形成独立的通风系统3. 2 留巷的维修护巷结束后一次性进行维护, 时间紧, 任务集中, 运输环节和占 用设备多, 工人劳动强度大为了保证巷道围岩的相对稳定, 要随工 作面的推进, 对留巷巷道及时维护, 特别是对于动压降低、静压固定 的卸载区要及时扩修、支护。
恢复支架的支撑能力, 使巷道在固定的 静压作用下用支架保持稳定3. 3 直线送巷的排水问题留巷为直线送巷, 造成巷道底板起伏不平, 工作面防尘水及冲洗 充填管路的水有淤积现象因此必须安装排水设备及时排水3. 4 充填垛被压坏的问题在充填过程中, 由于充填材料质量不稳定, 凝固时间长, 强度低, 个别充填垛被压坏经过矿压观测, 找出了工作面的周期来压与充填 垛受力规律和周期来压的影响范围及压力大小 , 从而确定充填垛与 切顶线合理间距为15〜18m在保证充填质量的同时 适当控制充填 垛与切顶线间距, 基本杜绝了充填垛被压坏现象4 几点认识( 1) 随着矿井生产年限的增加 , 逐步转向深部开采, 地压增大, 要求不断改革沿空留巷技术, 采用多种留巷形式, 以适应围岩运动规 律, 解决复杂地质条件下无煤柱开采的留巷问题 2) 需要留巷的回采巷道, 应从采区设计、掘进期间的支护形 式、断面形状等诸方面考虑, 为留巷奠定良好基础 3) 13 煤应用矸石带护巷可就地取材, 护巷成本低廉, 通过拣矸 又提高了煤炭质量存在问题是因矸石块度不一, 砌筑难度大; 矸石 带的下沉量一般达到充填高度的25〜35%时才能承载，初撑力不足。
仅适用于煤层中赋存夹矸, 埋藏浅, 压力不大的工作面今后砌石墙 时要用黄泥抹缝， 可解决向采空区漏风问题 4) 6 煤应用水泥板垛配木垫层护巷运输材料量大， 劳动强度高， 材料要经工作面运至下巷、环节多， 存在运料安全隐患而且板垛可 缩性不足， 留巷效果较差 5) 11煤应用高水速凝材料作为沿空留巷的巷旁支护， 在经受采 动影响后能有效地切落采空顶板， 护巷效果显著此法具有运输量小， 机械化程度高， 工艺简单， 密封性能好等优点， 可在2、4 中厚煤层及 6 层薄煤层推广应用。