论文部分内容阅读
【摘 要】我公司龙湖煤矿五采区二井回采的左三片44煤层，随开采的加深，地层压力不断加大，以往留巷支护技术现已不适应生产需求，在这种情况下，该矿采用螺纹钢锚杆、锚索、金属网配合石墙实施沿空留巷联合支护。本文主要阐述了地质工作面与支护现状、沿空留巷设计、解决问题方法、支护的布置方式、参数选择及质量要求等技术问题。
【关键词】沿空留巷；联合支护；技术；应用
近年来，龙煤七台河分公司为建设高产高效矿井，采用沿空留巷联合支护等技术，严抓采后备质量管理，取得了较好的技术成效和经济效果。本文以龙湖煤矿为例进行技术和经济分析。
1、抓沿空留巷，为建设高产高效矿井提供支撑
我公司应用沿空留巷技术，近些年来经历了从胶泥石墙、架木棚子到混凝土浇筑、钢铁联合支护的渐进历程。我们针对采后备石墙可缩量很大、支撑强度较低的问题，用煤矸渣混凝土浇注技术，提高支撑强度和效果。木棚支护强度较低、成本较高，使用U型钢点柱代替木点柱，进行柔性支护，提高了支护效果。对一些煤层矿压大、采后备巷道可能变形等问题，采取尼龙丝袋装水泥、碎石等码砌，高强度锚锁配合U型钢点柱支护顶板，实现可缩性支护，较好地控制了巷道变形。在桃山煤矿85号层综采工作面回采中，成功地应用了这种技术，获得成功。由于大倾角工作面留巷难度较大，石墙可能发生下滑、岩石台可能发生片帮，我们采用岩石台拉底砌筑石墙、锚锁带钢带支护顶板、“天地矛”带铁网护帮技术，解决石墙下涌，增加了支护强度，确保了巷道采后不变形，在新铁煤湖龙湖煤矿等部分矿井获得成功。
在我公司这样的煤矿“抓沿空留巷就是抓接续，就是保安全，就是增效益”，因此，必须健全管理机制、加强生产现场管理，促进了各个煤矿的沿空留巷施工和采后备管理工作。通过强力推进沿空留巷技术，严抓采后备质量管理，为安全高效矿井建设提供有力支撑，取得了较高的生产效率和经济效益：缓解了资源接续紧张局面，实现了“一巷变两巷”，减少了掘进量，三年少掘进巷道19万m3；实现了灾害超前治理，为抽采瓦斯、治理灾害提供了充足的时间和空间；为采面安装提供了充足时间，提供了方便条件，全部工作面做到搬家不停产，促进了单产单进稳步上升；确保了资源精细化开采，从采用沿空留巷技术以来，我公司累计多回收了资源500万吨，降低了矿井开采成本，每年施工沿空留巷6万m3，相当于少掘巷道6万m3，每年节约了上千万元的投入。
采后备是非常重要的生产准备，它是煤矿永恒的工程。目前，我公司要攻克急倾斜煤层石墙稳定性、动压影响采后备二次维护等难题。
2、采后沿空留巷联合支护的技术应用
我公司龙湖煤矿五采区二井回采的左三片44煤层，随开采的加深，地压逐渐加大，以往留巷支护技术现已不能满足生产需求，该矿采用螺纹钢锚杆、锚索、金属网配合石墙实施沿空留巷联合支护。
2.1地质工作面与支护现状
44层左三片工作面，走向长平均为500m，倾斜长为80m，平均煤厚为1.6m，顶板有500mm～600mm伪顶，倾角23°，无直接顶老顶为砂页岩厚度为15m，地质状况复杂，走向多伴生断层。
工作面采用外注式单体液压支柱配木质顶帽支护，柱距0.8m，排距1.2m，循环进度1.2m,老顶初次来压步距25m左右；周期来压步距18m左右；工作面采用爆破落货。40T刮板输送机运输。
44左三片巷系梯形巷道，净宽2.4m,净断面积5.88m2,巷道沿煤拉底施工；采用ф18左旋无纵筋螺纹钢锚杆支护，锚杆长为1.6m、锚深为1.55m;使用树脂锚固剂、锚杆间排距为1.0m×1.0m布置两排。
2.2沿空留巷设计
（1）加强围岩整体承载。44左三片巷道掘进采用锚杆支护，巷道两帮为全煤，在回采时因其顶板坚硬而不易垮落，顶板初次放顶期间悬顶面积达2000m2～3000m2垮落时一次冒落高度达12m左右，大面积的推进垮落动压对巷道的破坏严重，传统的采后码石墙难以抵御强烈的破坏，通过螺纹钢锚杆、锚索、金属网配合石墙进行沿空留巷联合支护对巷道加固，不但能使巷道围岩整体加强，还能避免巷道的片帮和顶板危岩的冒落而造成的锚杆支护失效。
（2）允许变形、适当让压
煤矿要通过在支护抵制压力的同时释放压力，改变力的传递方向，便可改变力的释放。并通过巷旁石墙的让压变形，挑顶减压松动爆破，破坏力的传递介质和传播途径，减缓巷道其它部位的压力，控制巷道的整体变形。
2.3解决问题方法
按照44左二片留巷的使用状况，单一的石墙、木棚支护的效果不大，留巷顶底板移近量要大于900mm，两帮移近量要大于900mm，回采时巷道净高仅有1.4m，断面不足4.0m2，难以确保下一片盘正常通风、生产需要，根据以上状况，在下一片盘对留巷的方法进行了改进，对围岩进行加固，并从抗压、让压、躲压、移压等方面进行围岩控制。
（1）预应力锚索支护。这种支护长度较大，能够锚固到稳定岩层中去。承载能力较大，能施加较大的预紧力，是对一般支护的补强和围岩极为破碎、矿压显现严重巷道的有效的主动支护形式，施工方便、效果显著。
（2）挑顶爆破松动减压。改变围岩整体结构，控制切顶范围破坏力的传递介质和传播途径，减弱巷道承载压力载荷量。
（3）巷旁支护方式的补充。巷旁支护是为保护巷道而专门设置的构筑物，设在回采以后需保护的巷道采空区一侧。每隔2m在石墙中设一组钢绞线，石墙两边配木夹板，拉紧钢绞线能防止石墙垮落，增加石墙的稳定性,并在巷道石墙及下煤帮铺设钢网，可保持石墙和煤帮的一体性，减少巷道巷修量。
结束语
本采面，在回采过程中，留巷道500m，从已留巷道看顶底板、两帮尽管有一定的移近量，还要满足安全生产、通风和行人的要求。新沿空留巷的支护，技术上是可行的，在生产应用的效果理想，能按回采工作面的生产顺序进行，可解决接续紧张的问题；现沿空留巷200m，少掘一条巷道，根据费用计算，可节约资源金额16万元；取消保护煤柱，能提高煤炭回收率，多回收优质煤2万/吨；同时还可减少巷道后期的维修量，节省费用金额2万元。
【关键词】沿空留巷；联合支护；技术；应用
近年来，龙煤七台河分公司为建设高产高效矿井，采用沿空留巷联合支护等技术，严抓采后备质量管理，取得了较好的技术成效和经济效果。本文以龙湖煤矿为例进行技术和经济分析。
1、抓沿空留巷，为建设高产高效矿井提供支撑
我公司应用沿空留巷技术，近些年来经历了从胶泥石墙、架木棚子到混凝土浇筑、钢铁联合支护的渐进历程。我们针对采后备石墙可缩量很大、支撑强度较低的问题，用煤矸渣混凝土浇注技术，提高支撑强度和效果。木棚支护强度较低、成本较高，使用U型钢点柱代替木点柱，进行柔性支护，提高了支护效果。对一些煤层矿压大、采后备巷道可能变形等问题，采取尼龙丝袋装水泥、碎石等码砌，高强度锚锁配合U型钢点柱支护顶板，实现可缩性支护，较好地控制了巷道变形。在桃山煤矿85号层综采工作面回采中，成功地应用了这种技术，获得成功。由于大倾角工作面留巷难度较大，石墙可能发生下滑、岩石台可能发生片帮，我们采用岩石台拉底砌筑石墙、锚锁带钢带支护顶板、“天地矛”带铁网护帮技术，解决石墙下涌，增加了支护强度，确保了巷道采后不变形，在新铁煤湖龙湖煤矿等部分矿井获得成功。
在我公司这样的煤矿“抓沿空留巷就是抓接续，就是保安全，就是增效益”，因此，必须健全管理机制、加强生产现场管理，促进了各个煤矿的沿空留巷施工和采后备管理工作。通过强力推进沿空留巷技术，严抓采后备质量管理，为安全高效矿井建设提供有力支撑，取得了较高的生产效率和经济效益：缓解了资源接续紧张局面，实现了“一巷变两巷”，减少了掘进量，三年少掘进巷道19万m3；实现了灾害超前治理，为抽采瓦斯、治理灾害提供了充足的时间和空间；为采面安装提供了充足时间，提供了方便条件，全部工作面做到搬家不停产，促进了单产单进稳步上升；确保了资源精细化开采，从采用沿空留巷技术以来，我公司累计多回收了资源500万吨，降低了矿井开采成本，每年施工沿空留巷6万m3，相当于少掘巷道6万m3，每年节约了上千万元的投入。
采后备是非常重要的生产准备，它是煤矿永恒的工程。目前，我公司要攻克急倾斜煤层石墙稳定性、动压影响采后备二次维护等难题。
2、采后沿空留巷联合支护的技术应用
我公司龙湖煤矿五采区二井回采的左三片44煤层，随开采的加深，地压逐渐加大，以往留巷支护技术现已不能满足生产需求，该矿采用螺纹钢锚杆、锚索、金属网配合石墙实施沿空留巷联合支护。
2.1地质工作面与支护现状
44层左三片工作面，走向长平均为500m，倾斜长为80m，平均煤厚为1.6m，顶板有500mm～600mm伪顶，倾角23°，无直接顶老顶为砂页岩厚度为15m，地质状况复杂，走向多伴生断层。
工作面采用外注式单体液压支柱配木质顶帽支护，柱距0.8m，排距1.2m，循环进度1.2m,老顶初次来压步距25m左右；周期来压步距18m左右；工作面采用爆破落货。40T刮板输送机运输。
44左三片巷系梯形巷道，净宽2.4m,净断面积5.88m2,巷道沿煤拉底施工；采用ф18左旋无纵筋螺纹钢锚杆支护，锚杆长为1.6m、锚深为1.55m;使用树脂锚固剂、锚杆间排距为1.0m×1.0m布置两排。
2.2沿空留巷设计
（1）加强围岩整体承载。44左三片巷道掘进采用锚杆支护，巷道两帮为全煤，在回采时因其顶板坚硬而不易垮落，顶板初次放顶期间悬顶面积达2000m2～3000m2垮落时一次冒落高度达12m左右，大面积的推进垮落动压对巷道的破坏严重，传统的采后码石墙难以抵御强烈的破坏，通过螺纹钢锚杆、锚索、金属网配合石墙进行沿空留巷联合支护对巷道加固，不但能使巷道围岩整体加强，还能避免巷道的片帮和顶板危岩的冒落而造成的锚杆支护失效。
（2）允许变形、适当让压
煤矿要通过在支护抵制压力的同时释放压力，改变力的传递方向，便可改变力的释放。并通过巷旁石墙的让压变形，挑顶减压松动爆破，破坏力的传递介质和传播途径，减缓巷道其它部位的压力，控制巷道的整体变形。
2.3解决问题方法
按照44左二片留巷的使用状况，单一的石墙、木棚支护的效果不大，留巷顶底板移近量要大于900mm，两帮移近量要大于900mm，回采时巷道净高仅有1.4m，断面不足4.0m2，难以确保下一片盘正常通风、生产需要，根据以上状况，在下一片盘对留巷的方法进行了改进，对围岩进行加固，并从抗压、让压、躲压、移压等方面进行围岩控制。
（1）预应力锚索支护。这种支护长度较大，能够锚固到稳定岩层中去。承载能力较大，能施加较大的预紧力，是对一般支护的补强和围岩极为破碎、矿压显现严重巷道的有效的主动支护形式，施工方便、效果显著。
（2）挑顶爆破松动减压。改变围岩整体结构，控制切顶范围破坏力的传递介质和传播途径，减弱巷道承载压力载荷量。
（3）巷旁支护方式的补充。巷旁支护是为保护巷道而专门设置的构筑物，设在回采以后需保护的巷道采空区一侧。每隔2m在石墙中设一组钢绞线，石墙两边配木夹板，拉紧钢绞线能防止石墙垮落，增加石墙的稳定性,并在巷道石墙及下煤帮铺设钢网，可保持石墙和煤帮的一体性，减少巷道巷修量。
结束语
本采面，在回采过程中，留巷道500m，从已留巷道看顶底板、两帮尽管有一定的移近量，还要满足安全生产、通风和行人的要求。新沿空留巷的支护，技术上是可行的，在生产应用的效果理想，能按回采工作面的生产顺序进行，可解决接续紧张的问题；现沿空留巷200m，少掘一条巷道，根据费用计算，可节约资源金额16万元；取消保护煤柱，能提高煤炭回收率，多回收优质煤2万/吨；同时还可减少巷道后期的维修量，节省费用金额2万元。