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摘要：新三矿属于资源枯竭型矿井，急于提高煤炭资源回收率，提高经济效益。无煤柱结束工作面自切顶留巷技术，首次在冀中能源峰峰集团新三矿应用，本文在总结162502工作面柔模泵注混凝土留巷、162506工作面高水柔模留巷、以及162505上块工作面墩柱式留巷的留巷经验的基础上，结合162701工作面的特点，应用自切眼留巷技术实施了无煤柱结束工作面，并在联络巷采用锚网索加固留巷技术，留巷段作为相邻162703工作面生产时的回风巷、运料巷。此项目成功实现了无煤柱结束工作面，并提高了煤炭回收率，这对于资源临近枯竭型矿井意义重大。
关键词：沿空留巷 无煤柱 围岩控制 预裂爆破
新三矿162701工作面以f2701-8断层为界。位于七采区南翼，东至162703工作面；西至F11-2断层；南至EF16断层；北至162701联络巷。本工作面外块构造简单，煤层走向N25oE～N61oW，倾向NW～SW，倾角19°，煤层平均厚度2.8m；里段工作面构造复杂，煤层走向N25oE，倾向NW，倾角21°，煤层平均厚度2.8m，围岩岩性特征如表1。工作面采煤方法采用倾斜长壁综采后退式开采，埋深614米，采空区采用全部垮落法的开采方法，推进平均长度425米。
1、162701工作面留巷设计
1.1 工作面结束优化方案
原工作面结束方案为工作面距距联络巷不小于30m时，顺联络巷里帮采用顶板定向预裂爆破，并使用锚索工字钢预加固，达距162701工作面联络巷28m时，开始上网上绳回采，预计将上绳13道，工作面留20m煤柱结束，如图1。
162701联络巷下帮钢带端头和距钢带端头1.1m位置打设两排锚索并用工字钢连锁，间距0.6m。工字钢采用长2.6m，孔距1.1m，锚索采用长度10m，直径21.6mm的低延伸率钢绞线。
162701联络巷打锚索完成后，在下帮打设两排单体对顶板加强支护，进行出支架工作。共分三个阶段来完成工作面的结束。
第一阶段：162701工作面联络巷进行加固。联络巷原锚索“三三”隔带布置，按“三三”逐带补齐锚索进行加固，排距1.3m，联络巷打锚索完成后，在下帮打设两排单体。
第二阶段：原来的运料道改为溜子道，原来的溜子道改为运料道，形成出煤系统，从而确保工作面能够正常与联络巷推透。
第三阶段：工作面结束后进行出支架工作，随着支架外运，支架正上顶网随顶板下垂成为挡砟网，支架外运后在联络巷里帮距钢带头0.3米处打设一排单体，配合塑料顶网作为挡砟墙，塑料网与单体支架加垫板坯，顶板稳定1个月后，使用废旧无缝钢管替换单体液压支柱。如图2 留巷平面示意图
1.2 顶板预裂爆破及巷道封闭设计
工作面距联络巷不小于20m时，在联络巷里帮顶板预裂爆破钻孔施工及定向预裂爆破切缝。工作面结束顶板稳定后，对老空侧顶帮进行喷浆，如图2留巷平面图。
设计方案的优点：
（1）保留162701工作面的联络巷，作为162703工作面的运料道，为162703工作面服务。
（2）减少巷道掘进量，保证我矿回采工作面的快速衔接，确保生产衔接。
（3）提高煤炭回收率。
2、实施过程
2.1 顶板预裂爆破
采用PVC聚能管定向预裂爆破孔进行超前预裂。工作面煤壁距联络巷不小于30m前欲裂爆破完毕，爆破眼沿工作面倾向在联络巷里帮布置，打设预裂炮孔与导向孔，两孔交替布置，孔距0.5m，孔径42mm，炮孔偏向工作面方向与巷道顶板法线夹角为5°—10°，孔深为5m；每次打炮孔10-14个，一次爆破不超过10个炮孔。炮孔位置选择在中间巷上帮顶角部位距帮不大于200mm呈1条直线布置；炮孔间距为0.4m，炮孔向采面一侧偏斜，炮孔方向与铅垂线夹角为5～10°。
2.2 老空侧巷帮支护
在联络巷老空测，距钢带头0.3米位置打设一排挡砟单体液压支柱，单体与帮网之间均匀加垫板坯，作为“挡砟墙”，单体间距1米，板坯垂直间距0.4米。
工作面顶板稳定一个月后，使用无缝钢管替换单体液压支柱，钢管与钢管中心距为1m，无缝钢管柱头使用工字钢制作顶帽，顶帽长度0.3m，立钢管前，将柱窝挖至实底上，柱窝深度不小于100mm。
两巷使用砖土建设永久密闭墙，单体打设完毕后对采空区一侧进行喷浆，喷浆厚度50mm。如图3老空侧巷帮支护
3、矿压观测
162701工作面留巷段内每30m打设一个顶板离层仪，用来观测巷道内顶底板顶板离层情况，每10m建一个测点观测两帮及顶底板移近量情况，量测留巷内测点处的巷高、巷宽，并建立臺账，安排专人实测，技术人员与原始数据比较，确定顶底板移近量和两帮移近量。
工作面周期来压步距为20-25m。根据数据统计分析，顶板离层最大值为10mm。帮鼓量最大为0.4米，平均为0.3米，底鼓量最大为0.3米，平均0.2米。目前满足巷道使用需要，留巷效果较好。
4、技术创新点
（1）超前工作面煤壁提前进行预裂爆破，使用锚索与工字钢提前加固联络巷，起到了联合切顶作用，阻断了老空区顶板压力的传递，减小了围岩变形，并省去了一帮的锚网支护。
（2）实现无煤柱结束工作面，提高煤炭资源回收率，且少掘一条巷道，降低掘巷成本。
（3）老空侧采用无底座无缝钢管支护，在保证顶板下沉量在可控范围条件下，缓冲顶板压力，使围岩应力在底板释放。
（4）使用锚索配合工字钢对留巷内巷道补强支护，可有效控制巷道围岩变形。
（5）采用外径168mm，内径150mm的充填无缝钢管，根据巷道的高度，裁成合适的长度，在巷帮老空侧支护和挡砟，充填管道进行了再利用。
5、社会经济效益
沿空留巷可使下一个工作面少掘一条巷道，有效缓解新三矿采掘接续紧张的问题，同时采用预裂爆破与锚索工字钢联合切顶技术，可有效控制巷道围岩变形，减少巷道整修工作量，。留巷可使下一个工作面少掘105米巷道，节约巷道掘进费用31.9万元；有效缓解新三矿煤矿采掘接续紧张的问题，并且成功回收了原结束方式需要留设的煤柱，多回收煤柱的收益为391.5万元 ，沿空留巷获得总的经济效益为423.4万元，有效提高资源回收率；采用锚网索加固巷道配合顶板欲裂爆破卸压，可有效控制巷道围岩变形，大大提高了社会经济效益。
6、结束语
此方式适用于顶板较易跨落中厚煤层采用走向长壁采煤法的工作面，是一种简单实用的留巷技术。具有留巷效果好、施工简单、用工少、施工成本低等优点，对于资源回收、提高采掘衔接效率具有重大的意义。留巷技术具有提高煤炭资源回收率、缓解采掘接替紧张、改善巷道受力状况等优点，应用前景广阔，留巷技术可以减少巷道掘进量，减少护巷煤柱的留设，增加资源回收率。同时通过超前预裂切顶卸压配合液压单体支护，在一定程度上既能降低岩梁的运动速度，以减少沿空留巷围岩变形量，提高沿空留巷的围岩稳定性。
参考文献：
[1] 钱明高，刘听成.矿山压力及其控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，2004.
[2] 孙恒虎，赵炳利.沿空留巷的理论与实践[M].北京：煤炭工业出版社，1993.
[3] 郭玉光，侯朝.沿空留巷巷旁充填主要参数的研究[J].中国矿业大学学报，1992（4）.
[4] 袁亮.留巷钻孔法煤与瓦斯共采技术[J].煤炭学报，2008（8）.
[5] 李晋平.综放沿空留巷技术及其在汾西矿区的应用[D].北京.煤炭科学研究总院，2005.
（作者单位：冀中能源峰峰集团万年矿）
作者简介：李凯（1982.6），男，河北邯郸人， 主要从事煤矿生产管理工作。
关键词：沿空留巷 无煤柱 围岩控制 预裂爆破
新三矿162701工作面以f2701-8断层为界。位于七采区南翼，东至162703工作面；西至F11-2断层；南至EF16断层；北至162701联络巷。本工作面外块构造简单，煤层走向N25oE～N61oW，倾向NW～SW，倾角19°，煤层平均厚度2.8m；里段工作面构造复杂，煤层走向N25oE，倾向NW，倾角21°，煤层平均厚度2.8m，围岩岩性特征如表1。工作面采煤方法采用倾斜长壁综采后退式开采，埋深614米，采空区采用全部垮落法的开采方法，推进平均长度425米。
1、162701工作面留巷设计
1.1 工作面结束优化方案
原工作面结束方案为工作面距距联络巷不小于30m时，顺联络巷里帮采用顶板定向预裂爆破，并使用锚索工字钢预加固，达距162701工作面联络巷28m时，开始上网上绳回采，预计将上绳13道，工作面留20m煤柱结束，如图1。
162701联络巷下帮钢带端头和距钢带端头1.1m位置打设两排锚索并用工字钢连锁，间距0.6m。工字钢采用长2.6m，孔距1.1m，锚索采用长度10m，直径21.6mm的低延伸率钢绞线。
162701联络巷打锚索完成后，在下帮打设两排单体对顶板加强支护，进行出支架工作。共分三个阶段来完成工作面的结束。
第一阶段：162701工作面联络巷进行加固。联络巷原锚索“三三”隔带布置，按“三三”逐带补齐锚索进行加固，排距1.3m，联络巷打锚索完成后，在下帮打设两排单体。
第二阶段：原来的运料道改为溜子道，原来的溜子道改为运料道，形成出煤系统，从而确保工作面能够正常与联络巷推透。
第三阶段：工作面结束后进行出支架工作，随着支架外运，支架正上顶网随顶板下垂成为挡砟网，支架外运后在联络巷里帮距钢带头0.3米处打设一排单体，配合塑料顶网作为挡砟墙，塑料网与单体支架加垫板坯，顶板稳定1个月后，使用废旧无缝钢管替换单体液压支柱。如图2 留巷平面示意图
1.2 顶板预裂爆破及巷道封闭设计
工作面距联络巷不小于20m时，在联络巷里帮顶板预裂爆破钻孔施工及定向预裂爆破切缝。工作面结束顶板稳定后，对老空侧顶帮进行喷浆，如图2留巷平面图。
设计方案的优点：
（1）保留162701工作面的联络巷，作为162703工作面的运料道，为162703工作面服务。
（2）减少巷道掘进量，保证我矿回采工作面的快速衔接，确保生产衔接。
（3）提高煤炭回收率。
2、实施过程
2.1 顶板预裂爆破
采用PVC聚能管定向预裂爆破孔进行超前预裂。工作面煤壁距联络巷不小于30m前欲裂爆破完毕，爆破眼沿工作面倾向在联络巷里帮布置，打设预裂炮孔与导向孔，两孔交替布置，孔距0.5m，孔径42mm，炮孔偏向工作面方向与巷道顶板法线夹角为5°—10°，孔深为5m；每次打炮孔10-14个，一次爆破不超过10个炮孔。炮孔位置选择在中间巷上帮顶角部位距帮不大于200mm呈1条直线布置；炮孔间距为0.4m，炮孔向采面一侧偏斜，炮孔方向与铅垂线夹角为5～10°。
2.2 老空侧巷帮支护
在联络巷老空测，距钢带头0.3米位置打设一排挡砟单体液压支柱，单体与帮网之间均匀加垫板坯，作为“挡砟墙”，单体间距1米，板坯垂直间距0.4米。
工作面顶板稳定一个月后，使用无缝钢管替换单体液压支柱，钢管与钢管中心距为1m，无缝钢管柱头使用工字钢制作顶帽，顶帽长度0.3m，立钢管前，将柱窝挖至实底上，柱窝深度不小于100mm。
两巷使用砖土建设永久密闭墙，单体打设完毕后对采空区一侧进行喷浆，喷浆厚度50mm。如图3老空侧巷帮支护
3、矿压观测
162701工作面留巷段内每30m打设一个顶板离层仪，用来观测巷道内顶底板顶板离层情况，每10m建一个测点观测两帮及顶底板移近量情况，量测留巷内测点处的巷高、巷宽，并建立臺账，安排专人实测，技术人员与原始数据比较，确定顶底板移近量和两帮移近量。
工作面周期来压步距为20-25m。根据数据统计分析，顶板离层最大值为10mm。帮鼓量最大为0.4米，平均为0.3米，底鼓量最大为0.3米，平均0.2米。目前满足巷道使用需要，留巷效果较好。
4、技术创新点
（1）超前工作面煤壁提前进行预裂爆破，使用锚索与工字钢提前加固联络巷，起到了联合切顶作用，阻断了老空区顶板压力的传递，减小了围岩变形，并省去了一帮的锚网支护。
（2）实现无煤柱结束工作面，提高煤炭资源回收率，且少掘一条巷道，降低掘巷成本。
（3）老空侧采用无底座无缝钢管支护，在保证顶板下沉量在可控范围条件下，缓冲顶板压力，使围岩应力在底板释放。
（4）使用锚索配合工字钢对留巷内巷道补强支护，可有效控制巷道围岩变形。
（5）采用外径168mm，内径150mm的充填无缝钢管，根据巷道的高度，裁成合适的长度，在巷帮老空侧支护和挡砟，充填管道进行了再利用。
5、社会经济效益
沿空留巷可使下一个工作面少掘一条巷道，有效缓解新三矿采掘接续紧张的问题，同时采用预裂爆破与锚索工字钢联合切顶技术，可有效控制巷道围岩变形，减少巷道整修工作量，。留巷可使下一个工作面少掘105米巷道，节约巷道掘进费用31.9万元；有效缓解新三矿煤矿采掘接续紧张的问题，并且成功回收了原结束方式需要留设的煤柱，多回收煤柱的收益为391.5万元 ，沿空留巷获得总的经济效益为423.4万元，有效提高资源回收率；采用锚网索加固巷道配合顶板欲裂爆破卸压，可有效控制巷道围岩变形，大大提高了社会经济效益。
6、结束语
此方式适用于顶板较易跨落中厚煤层采用走向长壁采煤法的工作面，是一种简单实用的留巷技术。具有留巷效果好、施工简单、用工少、施工成本低等优点，对于资源回收、提高采掘衔接效率具有重大的意义。留巷技术具有提高煤炭资源回收率、缓解采掘接替紧张、改善巷道受力状况等优点，应用前景广阔，留巷技术可以减少巷道掘进量，减少护巷煤柱的留设，增加资源回收率。同时通过超前预裂切顶卸压配合液压单体支护，在一定程度上既能降低岩梁的运动速度，以减少沿空留巷围岩变形量，提高沿空留巷的围岩稳定性。
参考文献：
[1] 钱明高，刘听成.矿山压力及其控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，2004.
[2] 孙恒虎，赵炳利.沿空留巷的理论与实践[M].北京：煤炭工业出版社，1993.
[3] 郭玉光，侯朝.沿空留巷巷旁充填主要参数的研究[J].中国矿业大学学报，1992（4）.
[4] 袁亮.留巷钻孔法煤与瓦斯共采技术[J].煤炭学报，2008（8）.
[5] 李晋平.综放沿空留巷技术及其在汾西矿区的应用[D].北京.煤炭科学研究总院，2005.
（作者单位：冀中能源峰峰集团万年矿）
作者简介：李凯（1982.6），男，河北邯郸人， 主要从事煤矿生产管理工作。