论文部分内容阅读
[摘要]伴随着我国煤矿事业的蓬勃发展，无论是煤矿开采，还是生产管理，均取得了显著突破。为进一步提高煤矿回收率，降低开采损耗，并实现安全、快速作业，沿空留巷技术应运而生，并被广泛应用，但若选择或施工不到位，则易对正常开采和作业人员构成威胁。对此，本文对沿空留巷技术作了概述，并就其在煤矿开采中的应用进行了研究。
[关键词] 煤矿开采 沿空留巷技术 应用
中图分类号：TD353文献标识码：B
为切实满足煤矿开采需求，提高其经济性、安全性和高效性，促使开采技术日益丰富而成熟，其中沿空留巷技术将无煤柱护巷变成了现实，而且在加快掘进速度、改善回采率、加强作业安全性等方面发挥了积极作用，在煤矿开采中的地位举足轻重。为保险起见，我们有必要对其技术应用加以研究，以促进其真正彰显效用，扩大应用范围。
一、沿空留巷技术概述
1.基本内涵
沿空留巷技术是指沿着采煤工作面后的采空区，对原回采道采取维护措施，以此最大程度的回收资源，避免不必要的煤体损失，其中既可以控制煤柱宽度，隔离采空区和巷道，以防瓦斯、水、一氧化碳等进入巷道威胁安全生产，也可以在地应力场设置巷道，用于控制变形、维护巷道[1]。概括的讲，沿空留巷技术利于巷道掘进量的减少，掘进进程的加快，煤炭损失的降低，回采率和安全性的提高，不仅提高了煤矿开采的綜合效益，也在一定程度上缓解了煤炭紧张局面，故应用价值高，范围广。
2.应用现状
虽然如此，沿空留巷技术还是有许多亟待改进和完善的地方。如以往的支架形式虽然安全性较好，但当下只适用于煤层条件良好、采面地压较小的煤矿开采，而对于现代大型煤矿而言，施工量有所增加，且实际效果有所降低；同时煤矸石堆垛方法虽简便易行、经济实惠，但容易造成顶板下沉、浪费大量人力，显然不足可取，可实际上并未停止使用；为解决上述问题，煤矿企业则借助砌墙法予以改善，但其根本无法根治弊端；此外旁充填技术虽具有较大的支护范围，可材料强度低，安全生产难以保障，故应慎重选用[2]。可见，在煤矿开采中应用沿空留巷技术时，应立足实际、综合分析、科学选择、规范施工，唯有如此，才能发挥其应有的效用。
二、煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究
由上可知，沿空留巷技术既在煤矿开采中发挥了积极作用，也存在一定的不足之处，这就要求我们集合实际情况，尽量摒弃不合时宜的技术工艺，并采取有力措施弥补缺陷，消除弊端，以此切实提高沿空留巷技术的实际效用。下面结合合理的改进措施和案例分析就其实践应用加以阐述。
1.改进措施
首先，为加固回采面，降低顶板下沉风险，建议借助安全可靠的混凝土用于石墙构筑。针对石墙，应以事先确定的巷道走向为构筑方向，并及时随着煤矿开采深度的增加而延伸，考虑到石墙处存在逐渐增大的倾斜压力，故要确保沿空留巷宽度合适；同时为进一步强化石墙的支护效果，还应在其与煤层接触的一侧设置一排护墙点柱，但要保证木柱质地坚硬，以此防止顶板出现下沉。
然后，为降低石墙与顶板衔接问题的不良影响，建议煤矿企业根据实际情况做好提前支护工作，因为煤矿开采面会在采动的作用下引发巷宽的急剧减小，由此造成支架变形或折断，故可以选择强度较高的螺纹锚杆结合相应的梯形钢带作为临时支护形式，用于强化工作面后动压区位置的支护强度，并随着工作面的移动而提前支护。
最后，为避免因沿空留巷技术不当而引发火灾或瓦斯爆炸等矿难事故，煤矿企业要设计科学合理的留空方案，虽然具体应视情况而定，但最起码应满足下述几点要求。如针对防火灭火，建议在距离混凝土墙底板8m左右的位置，每隔10m便预埋设有闸门的注浆管，以避免发生漏气漏风，但对浇筑点30m范围内的注浆管既不注浆，也不关闸[3]；再如针对防治瓦斯，应在墙体浇筑过程中，在紧挨顶板位置，每隔15m预埋约为4寸的抽放钢管，其一端通向采空区，另一端连接瓦斯顺槽抽放管道，并在连接主管路处配以闸门，但为解决支模局部瓦斯问题，主抽放管不宜连接最外面的抽放钢管。此外每天对抽放管内气体的具体成分和浓度进行检查，发现隐患及时汇报。
2.案例分析
已知，该煤矿周围地势平坦，不存在季节性水沟、河流，可采储量约为1.19Mt，工作面宽约为1250m，倾斜长度约为120m，且煤层以亮煤与镜煤为主，较为稳定，而工作面为向斜构造（相关参数见表1），经科学计算、合理分析后，确定其符合沿空留巷技术的条件要求，故基于科学合理的作业方案进行了如下施工。
表1 煤矿工作面和顶板岩性相关参数
一是在巷道设置过程中，结合煤矿实际情况，出于对下位岩体和动载系数的考虑，选择了强度合适、性能可靠的混凝土膏体材料，并将巷道切线与煤帮的悬顶宽度控制为留巷填体宽度的1.2倍，以此改善该项工艺的可靠性和安全性[4]；同时为进一步控制巷道变形，则采用了具有较强可缩性的填充体，以此减少采动应力对其的干扰，上述措施对于维护巷道具有重要的积极作用。
二是在设计留巷方案时，则在巷道下帮侧的硬底上牢牢打设了数量合适、1m×1.5m的坚实圆木桩，同时配以厚度为3cm的板子，以此形成了宽度为1.5m的留巷空间，此时巷道侧面便与下帮煤壁处于一条直线上，从而确保了能够正常使用巷道；最后为进一步强化巷道强度的稳定性，则对留巷空间作了合适的砌碹。
三是在支护工程中，由于煤矿开采工作面涉及临时支护和补强支护，故为切实提高巷道支护强度，便结合实际情况，选用了铰接顶梁和单体加斜方式沿着留巷走向架设了临时的一梁两柱，结合一梁三柱超前支护，而针对顶板支护的加强，则在位于巷道切线后50m处增设了合适的单体支柱，以此缓解巷道顶板对混凝土石墙的压力，进而提高墙体的稳定性。
实践表明，该煤矿采用上述沿空留巷技术后，巷道支护强度有所改善，安全性能有所提高，煤炭浪费显著减少，作业成本有所降低，煤矿的开采寿命也得到了一定的延长，足见其效用良好。但上述技术方案的确定是以该煤矿实际情况为主要依据的，因此要求煤矿企业在实际运用沿空留巷技术时应切实做到立足实际，科学分析和选择。
结束语：
总之，沿空留巷技术既经济实用，又安全可靠，故得以在煤矿开采中广泛应用，但在具体实践中，若选择不当，处置不合理，则易适得其反，为煤矿安全生产埋下隐患。这就要求我们加强理论研究和操作实践，并加以合理的总结和创新，以此推动沿空留巷技术日趋成熟和完善，更好的服务于煤矿开采和企业发展。
参考文献：
[1] 陈旭.沿空留巷技术在煤矿开采中的应用[J].产业与科技论坛，2012（10）.
[2] 张晶.煤矿综采过程中对沿空留巷技术的应用探讨[J].科技创新与应用，2013（15）.
[3] 王万东，武青林.综采大断面沿空留巷技术应用[J].煤矿支护，2011（25）.
[4] 刘泽.沿空留巷支护结构的可靠性分析[D].湖南科技大学，2010（05）.
[关键词] 煤矿开采 沿空留巷技术 应用
中图分类号：TD353文献标识码：B
为切实满足煤矿开采需求，提高其经济性、安全性和高效性，促使开采技术日益丰富而成熟，其中沿空留巷技术将无煤柱护巷变成了现实，而且在加快掘进速度、改善回采率、加强作业安全性等方面发挥了积极作用，在煤矿开采中的地位举足轻重。为保险起见，我们有必要对其技术应用加以研究，以促进其真正彰显效用，扩大应用范围。
一、沿空留巷技术概述
1.基本内涵
沿空留巷技术是指沿着采煤工作面后的采空区，对原回采道采取维护措施，以此最大程度的回收资源，避免不必要的煤体损失，其中既可以控制煤柱宽度，隔离采空区和巷道，以防瓦斯、水、一氧化碳等进入巷道威胁安全生产，也可以在地应力场设置巷道，用于控制变形、维护巷道[1]。概括的讲，沿空留巷技术利于巷道掘进量的减少，掘进进程的加快，煤炭损失的降低，回采率和安全性的提高，不仅提高了煤矿开采的綜合效益，也在一定程度上缓解了煤炭紧张局面，故应用价值高，范围广。
2.应用现状
虽然如此，沿空留巷技术还是有许多亟待改进和完善的地方。如以往的支架形式虽然安全性较好，但当下只适用于煤层条件良好、采面地压较小的煤矿开采，而对于现代大型煤矿而言，施工量有所增加，且实际效果有所降低；同时煤矸石堆垛方法虽简便易行、经济实惠，但容易造成顶板下沉、浪费大量人力，显然不足可取，可实际上并未停止使用；为解决上述问题，煤矿企业则借助砌墙法予以改善，但其根本无法根治弊端；此外旁充填技术虽具有较大的支护范围，可材料强度低，安全生产难以保障，故应慎重选用[2]。可见，在煤矿开采中应用沿空留巷技术时，应立足实际、综合分析、科学选择、规范施工，唯有如此，才能发挥其应有的效用。
二、煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究
由上可知，沿空留巷技术既在煤矿开采中发挥了积极作用，也存在一定的不足之处，这就要求我们集合实际情况，尽量摒弃不合时宜的技术工艺，并采取有力措施弥补缺陷，消除弊端，以此切实提高沿空留巷技术的实际效用。下面结合合理的改进措施和案例分析就其实践应用加以阐述。
1.改进措施
首先，为加固回采面，降低顶板下沉风险，建议借助安全可靠的混凝土用于石墙构筑。针对石墙，应以事先确定的巷道走向为构筑方向，并及时随着煤矿开采深度的增加而延伸，考虑到石墙处存在逐渐增大的倾斜压力，故要确保沿空留巷宽度合适；同时为进一步强化石墙的支护效果，还应在其与煤层接触的一侧设置一排护墙点柱，但要保证木柱质地坚硬，以此防止顶板出现下沉。
然后，为降低石墙与顶板衔接问题的不良影响，建议煤矿企业根据实际情况做好提前支护工作，因为煤矿开采面会在采动的作用下引发巷宽的急剧减小，由此造成支架变形或折断，故可以选择强度较高的螺纹锚杆结合相应的梯形钢带作为临时支护形式，用于强化工作面后动压区位置的支护强度，并随着工作面的移动而提前支护。
最后，为避免因沿空留巷技术不当而引发火灾或瓦斯爆炸等矿难事故，煤矿企业要设计科学合理的留空方案，虽然具体应视情况而定，但最起码应满足下述几点要求。如针对防火灭火，建议在距离混凝土墙底板8m左右的位置，每隔10m便预埋设有闸门的注浆管，以避免发生漏气漏风，但对浇筑点30m范围内的注浆管既不注浆，也不关闸[3]；再如针对防治瓦斯，应在墙体浇筑过程中，在紧挨顶板位置，每隔15m预埋约为4寸的抽放钢管，其一端通向采空区，另一端连接瓦斯顺槽抽放管道，并在连接主管路处配以闸门，但为解决支模局部瓦斯问题，主抽放管不宜连接最外面的抽放钢管。此外每天对抽放管内气体的具体成分和浓度进行检查，发现隐患及时汇报。
2.案例分析
已知，该煤矿周围地势平坦，不存在季节性水沟、河流，可采储量约为1.19Mt，工作面宽约为1250m，倾斜长度约为120m，且煤层以亮煤与镜煤为主，较为稳定，而工作面为向斜构造（相关参数见表1），经科学计算、合理分析后，确定其符合沿空留巷技术的条件要求，故基于科学合理的作业方案进行了如下施工。
表1 煤矿工作面和顶板岩性相关参数
一是在巷道设置过程中，结合煤矿实际情况，出于对下位岩体和动载系数的考虑，选择了强度合适、性能可靠的混凝土膏体材料，并将巷道切线与煤帮的悬顶宽度控制为留巷填体宽度的1.2倍，以此改善该项工艺的可靠性和安全性[4]；同时为进一步控制巷道变形，则采用了具有较强可缩性的填充体，以此减少采动应力对其的干扰，上述措施对于维护巷道具有重要的积极作用。
二是在设计留巷方案时，则在巷道下帮侧的硬底上牢牢打设了数量合适、1m×1.5m的坚实圆木桩，同时配以厚度为3cm的板子，以此形成了宽度为1.5m的留巷空间，此时巷道侧面便与下帮煤壁处于一条直线上，从而确保了能够正常使用巷道；最后为进一步强化巷道强度的稳定性，则对留巷空间作了合适的砌碹。
三是在支护工程中，由于煤矿开采工作面涉及临时支护和补强支护，故为切实提高巷道支护强度，便结合实际情况，选用了铰接顶梁和单体加斜方式沿着留巷走向架设了临时的一梁两柱，结合一梁三柱超前支护，而针对顶板支护的加强，则在位于巷道切线后50m处增设了合适的单体支柱，以此缓解巷道顶板对混凝土石墙的压力，进而提高墙体的稳定性。
实践表明，该煤矿采用上述沿空留巷技术后，巷道支护强度有所改善，安全性能有所提高，煤炭浪费显著减少，作业成本有所降低，煤矿的开采寿命也得到了一定的延长，足见其效用良好。但上述技术方案的确定是以该煤矿实际情况为主要依据的，因此要求煤矿企业在实际运用沿空留巷技术时应切实做到立足实际，科学分析和选择。
结束语：
总之，沿空留巷技术既经济实用，又安全可靠，故得以在煤矿开采中广泛应用，但在具体实践中，若选择不当，处置不合理，则易适得其反，为煤矿安全生产埋下隐患。这就要求我们加强理论研究和操作实践，并加以合理的总结和创新，以此推动沿空留巷技术日趋成熟和完善，更好的服务于煤矿开采和企业发展。
参考文献：
[1] 陈旭.沿空留巷技术在煤矿开采中的应用[J].产业与科技论坛，2012（10）.
[2] 张晶.煤矿综采过程中对沿空留巷技术的应用探讨[J].科技创新与应用，2013（15）.
[3] 王万东，武青林.综采大断面沿空留巷技术应用[J].煤矿支护，2011（25）.
[4] 刘泽.沿空留巷支护结构的可靠性分析[D].湖南科技大学，2010（05）.