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【摘 要】本文通过实践，为井下实际生产提供了一套如何在这样复杂的地质条件下安全、快速完成充填工作，实现高产高效的目标，并保证充填后巷道的质量成为亟待解决的问题。
【关键词】沿空留巷“Y”型通风复杂地质条件效益
中图分类号：C35文献标识码： A
In complex geological condition of roadway along goaf in Jining No. two coal mine
Du Yijing
[ Abstract ]In this paper, through the practice, to the actual production provides a set of how such complex geological condition, rapid completion of filling, achieve high yield efficient target, and that after filling roadway quality becomes a problem to solve urgently.
[ Key words ]Gob-side entry" Y" type ventilation complex geological conditions benefit
1、引 言
濟宁二号煤矿是1997年11月8日正式建成投产，设计年产400万吨的特大型现代化矿井，分南、北翼生产。由于一水平位于八里铺与孙氏店两条大断层之间，开采范围及煤量偏小，次生断层较发育，地质条件较复杂，在生产开采过程中，一方面因断层影响呆滞煤量多，另一方面村庄及高压线压煤严重，生产接续十分紧张。
九采区距离副井较远，通风阻力较大，采煤工作面温度较高等实际情况，同时为解决接替紧张问题，在93上02工作面首次采用了“Y”型通风方式进行沿空留巷。93上02工作面运输顺槽回采后，采用巷帮充填方式保留巷道。掘进期间，该巷道揭露较多的断层、煤层变薄带以及复合顶板破碎区等，如何在这样复杂的地质条件下安全、快速完成充填工作，实现高产高效的目标，并保证充填后巷道的质量成为亟待解决的问题。
2、工作面开采技术条件
2.1地质概况
济宁二号煤矿93上02工作面位于九采区东部，东邻为93上01面，已回采完毕。南到井田边界煤柱,隔40m煤柱为济宁三号煤矿的十六采区。西为设计的93上03面,北距九采3上轨道下山50m。北侧的九采3上 轨道下山和胶带运输机下山已施工完毕。
该工作面煤层起伏变化较大，宽缓褶曲发育。煤层走向整体为NW向，倾向为NE向，南部NNE向，趋势为北部低、南部高。 根据东侧的93上01工作面掘进实测揭露情况和采区三维地震资料，该面轨道顺槽揭露落差0.5-3.0m的正断层21条,运输顺槽揭露20条左右的隐伏断层，走向以NW向为主，NE向次之，受八里铺断层的影响，该面地质条件复杂，对充填工作影响较大。
工作面老顶，为中砂岩，平均厚度4.7m；直接顶，为粉砂岩，平均厚度9.87m；伪顶，为泥岩，厚度0～3.0m；直接底，为泥岩，厚度1.56m；煤层倾角2～12°，平均6°；煤层底板标高-640.9～-739.9m，平均-690.4m。煤厚0.4～2.3 m，平均1.6m。
该面顶底板条件、回采面积和93上01面相近，由于本面标高比93上01面高，93上01面回采顶板砂岩水得到一定疏放，类比预计工作面回采期间正常涌水量为10m3/h，最大涌水量为20m3/h。涌水量对该面回采和沿空留巷作业影响较小。
工作面采用单一走向长壁、自南向北后退式综合机械化、普通综采一次采全高采煤方法，顶板管理采用全部垮落法。
2.2巷道布置
工作面采用两顺槽巷道、沿空段巷道、临近93上03工作面切眼及九采区胶带巷的布置方式。巷道分别为93上02轨道顺槽、运输顺槽进风，93上03切眼巷道及九采胶带巷回风。工作面两顺槽主要采用锚梁网支护形式，矩形断面，在断层破碎带附近及顶板淋水段采用锚索加强支护。轨道顺槽净宽×净高＝4300mm×2600mm。运输顺槽净宽×净高＝4200mm×2400mm。
工作面沿空巷选择在93上02工作面运输顺槽，留巷后作为下一工作面93上03工作面轨道顺槽。从工作面切眼到停采线为充填留巷范围。
3、沿空留巷方案及施工工艺
3.1留巷方式
设计留巷方式为锚网索+混凝土充填墙的联合留巷方式。
93上02运输顺槽内提前采用锚网索进行加固，
3.2混凝土充填墙
（1）充填墙位置：位于运顺内侧，充填墙中心线与运输顺槽中心线相距2450mm；
（2）充填墙尺寸：墙体形状为矩形直墙，墙体宽度初定为1.5m，充填后沿空留巷宽度3.8m，充填墙高度充填到顶板，即达到设计2.4m的高度。在推进过程中，当发现以上参数不能满足生产要求时，可采取增大墙体宽度或减少留巷宽度等措施，届时另行编制安全技术措施；
（3）充填墙强度：充填墙的混凝土强度为C30；随着工作面的推进，当发现混凝土强度不能满足生产要求时，必须及时变更混凝土的配比，加强混凝土的强度。
（3）充填材料：采用高性能流态混凝土，混凝土采用搅拌远距离管道输送；
（4）充填方式：使用矿用混凝土输送泵远距离输送并充填。
3.3采前顶板加固
为保证顶板破碎段巷道顶板保持完整，在回采前对巷道顶板进行补强支护，即在1－5#架前距运顺内帮300mm打第一根，向里依次打锚杆，每割一排打一排，最里侧锚杆必须打到5#架，最里侧5#架的锚杆与顶板成75°布置（锚杆根部向机尾方向倾斜），其余锚杆与顶板轮廓线垂直布置，误差不超过±5°。并在2-3#架间施工锚索支护，排距为1600mm，每割2排，施工一排锚索，锚索型号为Φ18×6000mm型，锚索角度：90050；锚索外露长度：150mm；在锚索尾部用锁具锁紧，锚索必须打入顶部稳定岩层1m以上，否则将锚索加长。当遇到断层破碎带、地质构造变化带、煤层松软区、压力异常区、动压影响区、顶板泥岩且有淋水等复杂地质条件时的特殊地点，加密锚杆布置。
3.4运顺补强支护
在运顺超前支护段提前30m进行补强支护，在原来锚网支护的基础上，另打锚索支护，由于原来运顺在掘进中已按2000×2400mm的间排距打设成双排或五花形锚索，补强支护时，把原来的两排锚索补打成五花形锚索，即在原来两排锚索的基础上在运顺巷中按2400mm间距打设补强锚索，另外在距运顺内帮距中间补强锚索1900mm处打设补强锚索，内帮补强锚索排距仍为2400mm。
3.5运顺沿空留巷支护
（1）运顺掩体支架以后60m加强支护，支护方式为一字梁配合单体液压支柱支护，一字梁沿巷道走向布置，一字梁型号为DJB1000型，共布置三路，一路距充填墙400mm支设，中间一路距最内侧一字梁1200mm支设，最外侧一路距中间一路600 mm支设，每梁一柱，每棵单体均穿铁鞋，单体液压支柱全部使用硬连接联锁生根。
（2）随着工作面的推进和沿空留巷的施工，在沿空留巷支护段前端即端头支架和掩体支架后及时使用一字梁支护施工，沿空留巷支护段后端及时回撤一字梁和单体，保持不少于60m的支护距离，当由于顶底板压力和采动影响经观测沿空留巷支护方式不能满足支护要求时，要及时加长支护长度或密度。
（3）当沿空留巷部分区域顶板破碎或顶底板压力显现较大时，及时采取加强支护措施，在顶板破碎处采用Л型钢配合单体液压支柱支护，Л型钢沿巷道倾向布置，棚距0.8m，一梁四柱支设，每处支设的Л型钢棚不少于3棚。
3.6充填施工工艺
（1）清理：在工作面运顺支架后方待充填区域处，清理巷道底板浮矸，使底板平整，充填墙高度达到设计2.4m。
（2）调整模具：使用模具操作手柄进行调整，升起模具挡板接顶，并固定好充填模具。拉移模具时仔细观测充填墙体的强度和矿压显现，发现问题及时处理。
（3）搅拌输送：检查确定混凝土充填泵工作状况正常，管路畅通后，即可进行材料的搅拌输送。进料要均匀连续，要严格水灰比。掌握设备的工作压力，防止管路阻塞。
（4）充填：混凝土材料进入留巷充填模具内，要观察材料的平流堆积状况，模具内材料要充满充填模具。
（5）清洗设备：充填工作完成及时用清水清洗管道及充填泵，原则上清洗管道污水排入运顺水沟，不能影响工作面、两巷及留巷环境。
3.7充填墙体上方空隙施工
因墙体充填时，墙体上部与顶板存在100－200mm的間隙，为保证支护效果，需要对墙体上方间隙进行施工充填，施工方法采用人工抹混凝土或喷射赛福特的方法。
3.8充填墙的保养
新浇筑的混凝土水化速度比较快，脱模后要求每班对墙体进行保养，对墙体进行喷水，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝。沿空留巷墙体受采动和顶底板压力影响会出现裂隙，对沿空留巷部分地段进行喷射砼，人工拌料时采用潮拌料，水泥、沙和石屑应清底并翻拌三遍使其混合均匀。
4、采取措施的效果
通过上述的实践，93上02工作面成功推过SF90207（∠60° H=2.3m）断层、SF90208（∠60° H=1.5m）断层、SF90209（∠60° H=1.8m）断层等构造带，成功留巷800余米。由于在留巷过程中的管理到位，保证了沿空留巷各项工序的安全、顺利、高质量的进行，取得了显著的效果。
5、沿空留巷的经济和社会效益
5.1经济效益
综掘施工和沿空留巷相比较，通过材料成本、人工效益、工资成本分、电费成本等方面的经济效益分析，可以知道掘进1米巷道，采用留巷比综掘新掘巷道可以节约费用为1.37元。
5.2增产效益
采用沿空留巷后，由于取消了煤柱，每个工作面可以多回收一条4米宽的煤柱，每吨煤按400元计算，则每米巷道可多采出煤炭的效益为3888元。
5.3社会效益
①取消了区段煤柱，提高了回采率。
②少掘了一条巷道，缩短了回采工作面的准备时间，缓解了采掘接续紧张的矛盾。
③促进了无煤柱开采的运用，探索了无煤柱开采的新思路。
6、结束语
综采工作面沿空留巷是集团公司及我矿一项全新的生产工艺。实践证明，通过采前顶板加固、运顺补强支护、采后留巷加固等措施的采用，使沿空留巷在复杂地质条件下能够安全、顺利、保证质量的进行，使沿空留巷施工工艺适应的条件更为广泛，拓展了沿空留巷的推广空间。
7、参考文献
[1]李化敏.沿空留巷顶板岩层控制设计. 岩石力学与工程学报.2000-9
[2]吴海滨.议无煤柱快速沿空留巷技术开采技术.科学山西.2010-6
[3] 尹根成. 沿空留巷技术研究与应用. 中国科学院上海冶金研究所; 材料物理与化学(专业) 博士论文 2000年度
[4]郭育光.沿空留巷巷旁充填体主要参数的研究[J].中国矿业大学学报，1992，23(2):1-11.
[5]蒋金泉.采场围岩应力与运动[M].北京：煤炭工业出版社，1993
[6]钱鸣高6.煤矿绿色开采技术[J].中国矿业大学学报，2003
作者简介： 杜贻晶，男，汉族，1983年生，2006年毕业于山东科技大学土木建筑学院土木工程矿井建设专业，学士学位，现在济宁二号煤矿从事掘进技术管理工作，山东省济宁市任城区济宁二号煤矿（272072）
【关键词】沿空留巷“Y”型通风复杂地质条件效益
中图分类号：C35文献标识码： A
In complex geological condition of roadway along goaf in Jining No. two coal mine
Du Yijing
[ Abstract ]In this paper, through the practice, to the actual production provides a set of how such complex geological condition, rapid completion of filling, achieve high yield efficient target, and that after filling roadway quality becomes a problem to solve urgently.
[ Key words ]Gob-side entry" Y" type ventilation complex geological conditions benefit
1、引 言
濟宁二号煤矿是1997年11月8日正式建成投产，设计年产400万吨的特大型现代化矿井，分南、北翼生产。由于一水平位于八里铺与孙氏店两条大断层之间，开采范围及煤量偏小，次生断层较发育，地质条件较复杂，在生产开采过程中，一方面因断层影响呆滞煤量多，另一方面村庄及高压线压煤严重，生产接续十分紧张。
九采区距离副井较远，通风阻力较大，采煤工作面温度较高等实际情况，同时为解决接替紧张问题，在93上02工作面首次采用了“Y”型通风方式进行沿空留巷。93上02工作面运输顺槽回采后，采用巷帮充填方式保留巷道。掘进期间，该巷道揭露较多的断层、煤层变薄带以及复合顶板破碎区等，如何在这样复杂的地质条件下安全、快速完成充填工作，实现高产高效的目标，并保证充填后巷道的质量成为亟待解决的问题。
2、工作面开采技术条件
2.1地质概况
济宁二号煤矿93上02工作面位于九采区东部，东邻为93上01面，已回采完毕。南到井田边界煤柱,隔40m煤柱为济宁三号煤矿的十六采区。西为设计的93上03面,北距九采3上轨道下山50m。北侧的九采3上 轨道下山和胶带运输机下山已施工完毕。
该工作面煤层起伏变化较大，宽缓褶曲发育。煤层走向整体为NW向，倾向为NE向，南部NNE向，趋势为北部低、南部高。 根据东侧的93上01工作面掘进实测揭露情况和采区三维地震资料，该面轨道顺槽揭露落差0.5-3.0m的正断层21条,运输顺槽揭露20条左右的隐伏断层，走向以NW向为主，NE向次之，受八里铺断层的影响，该面地质条件复杂，对充填工作影响较大。
工作面老顶，为中砂岩，平均厚度4.7m；直接顶，为粉砂岩，平均厚度9.87m；伪顶，为泥岩，厚度0～3.0m；直接底，为泥岩，厚度1.56m；煤层倾角2～12°，平均6°；煤层底板标高-640.9～-739.9m，平均-690.4m。煤厚0.4～2.3 m，平均1.6m。
该面顶底板条件、回采面积和93上01面相近，由于本面标高比93上01面高，93上01面回采顶板砂岩水得到一定疏放，类比预计工作面回采期间正常涌水量为10m3/h，最大涌水量为20m3/h。涌水量对该面回采和沿空留巷作业影响较小。
工作面采用单一走向长壁、自南向北后退式综合机械化、普通综采一次采全高采煤方法，顶板管理采用全部垮落法。
2.2巷道布置
工作面采用两顺槽巷道、沿空段巷道、临近93上03工作面切眼及九采区胶带巷的布置方式。巷道分别为93上02轨道顺槽、运输顺槽进风，93上03切眼巷道及九采胶带巷回风。工作面两顺槽主要采用锚梁网支护形式，矩形断面，在断层破碎带附近及顶板淋水段采用锚索加强支护。轨道顺槽净宽×净高＝4300mm×2600mm。运输顺槽净宽×净高＝4200mm×2400mm。
工作面沿空巷选择在93上02工作面运输顺槽，留巷后作为下一工作面93上03工作面轨道顺槽。从工作面切眼到停采线为充填留巷范围。
3、沿空留巷方案及施工工艺
3.1留巷方式
设计留巷方式为锚网索+混凝土充填墙的联合留巷方式。
93上02运输顺槽内提前采用锚网索进行加固，
3.2混凝土充填墙
（1）充填墙位置：位于运顺内侧，充填墙中心线与运输顺槽中心线相距2450mm；
（2）充填墙尺寸：墙体形状为矩形直墙，墙体宽度初定为1.5m，充填后沿空留巷宽度3.8m，充填墙高度充填到顶板，即达到设计2.4m的高度。在推进过程中，当发现以上参数不能满足生产要求时，可采取增大墙体宽度或减少留巷宽度等措施，届时另行编制安全技术措施；
（3）充填墙强度：充填墙的混凝土强度为C30；随着工作面的推进，当发现混凝土强度不能满足生产要求时，必须及时变更混凝土的配比，加强混凝土的强度。
（3）充填材料：采用高性能流态混凝土，混凝土采用搅拌远距离管道输送；
（4）充填方式：使用矿用混凝土输送泵远距离输送并充填。
3.3采前顶板加固
为保证顶板破碎段巷道顶板保持完整，在回采前对巷道顶板进行补强支护，即在1－5#架前距运顺内帮300mm打第一根，向里依次打锚杆，每割一排打一排，最里侧锚杆必须打到5#架，最里侧5#架的锚杆与顶板成75°布置（锚杆根部向机尾方向倾斜），其余锚杆与顶板轮廓线垂直布置，误差不超过±5°。并在2-3#架间施工锚索支护，排距为1600mm，每割2排，施工一排锚索，锚索型号为Φ18×6000mm型，锚索角度：90050；锚索外露长度：150mm；在锚索尾部用锁具锁紧，锚索必须打入顶部稳定岩层1m以上，否则将锚索加长。当遇到断层破碎带、地质构造变化带、煤层松软区、压力异常区、动压影响区、顶板泥岩且有淋水等复杂地质条件时的特殊地点，加密锚杆布置。
3.4运顺补强支护
在运顺超前支护段提前30m进行补强支护，在原来锚网支护的基础上，另打锚索支护，由于原来运顺在掘进中已按2000×2400mm的间排距打设成双排或五花形锚索，补强支护时，把原来的两排锚索补打成五花形锚索，即在原来两排锚索的基础上在运顺巷中按2400mm间距打设补强锚索，另外在距运顺内帮距中间补强锚索1900mm处打设补强锚索，内帮补强锚索排距仍为2400mm。
3.5运顺沿空留巷支护
（1）运顺掩体支架以后60m加强支护，支护方式为一字梁配合单体液压支柱支护，一字梁沿巷道走向布置，一字梁型号为DJB1000型，共布置三路，一路距充填墙400mm支设，中间一路距最内侧一字梁1200mm支设，最外侧一路距中间一路600 mm支设，每梁一柱，每棵单体均穿铁鞋，单体液压支柱全部使用硬连接联锁生根。
（2）随着工作面的推进和沿空留巷的施工，在沿空留巷支护段前端即端头支架和掩体支架后及时使用一字梁支护施工，沿空留巷支护段后端及时回撤一字梁和单体，保持不少于60m的支护距离，当由于顶底板压力和采动影响经观测沿空留巷支护方式不能满足支护要求时，要及时加长支护长度或密度。
（3）当沿空留巷部分区域顶板破碎或顶底板压力显现较大时，及时采取加强支护措施，在顶板破碎处采用Л型钢配合单体液压支柱支护，Л型钢沿巷道倾向布置，棚距0.8m，一梁四柱支设，每处支设的Л型钢棚不少于3棚。
3.6充填施工工艺
（1）清理：在工作面运顺支架后方待充填区域处，清理巷道底板浮矸，使底板平整，充填墙高度达到设计2.4m。
（2）调整模具：使用模具操作手柄进行调整，升起模具挡板接顶，并固定好充填模具。拉移模具时仔细观测充填墙体的强度和矿压显现，发现问题及时处理。
（3）搅拌输送：检查确定混凝土充填泵工作状况正常，管路畅通后，即可进行材料的搅拌输送。进料要均匀连续，要严格水灰比。掌握设备的工作压力，防止管路阻塞。
（4）充填：混凝土材料进入留巷充填模具内，要观察材料的平流堆积状况，模具内材料要充满充填模具。
（5）清洗设备：充填工作完成及时用清水清洗管道及充填泵，原则上清洗管道污水排入运顺水沟，不能影响工作面、两巷及留巷环境。
3.7充填墙体上方空隙施工
因墙体充填时，墙体上部与顶板存在100－200mm的間隙，为保证支护效果，需要对墙体上方间隙进行施工充填，施工方法采用人工抹混凝土或喷射赛福特的方法。
3.8充填墙的保养
新浇筑的混凝土水化速度比较快，脱模后要求每班对墙体进行保养，对墙体进行喷水，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝。沿空留巷墙体受采动和顶底板压力影响会出现裂隙，对沿空留巷部分地段进行喷射砼，人工拌料时采用潮拌料，水泥、沙和石屑应清底并翻拌三遍使其混合均匀。
4、采取措施的效果
通过上述的实践，93上02工作面成功推过SF90207（∠60° H=2.3m）断层、SF90208（∠60° H=1.5m）断层、SF90209（∠60° H=1.8m）断层等构造带，成功留巷800余米。由于在留巷过程中的管理到位，保证了沿空留巷各项工序的安全、顺利、高质量的进行，取得了显著的效果。
5、沿空留巷的经济和社会效益
5.1经济效益
综掘施工和沿空留巷相比较，通过材料成本、人工效益、工资成本分、电费成本等方面的经济效益分析，可以知道掘进1米巷道，采用留巷比综掘新掘巷道可以节约费用为1.37元。
5.2增产效益
采用沿空留巷后，由于取消了煤柱，每个工作面可以多回收一条4米宽的煤柱，每吨煤按400元计算，则每米巷道可多采出煤炭的效益为3888元。
5.3社会效益
①取消了区段煤柱，提高了回采率。
②少掘了一条巷道，缩短了回采工作面的准备时间，缓解了采掘接续紧张的矛盾。
③促进了无煤柱开采的运用，探索了无煤柱开采的新思路。
6、结束语
综采工作面沿空留巷是集团公司及我矿一项全新的生产工艺。实践证明，通过采前顶板加固、运顺补强支护、采后留巷加固等措施的采用，使沿空留巷在复杂地质条件下能够安全、顺利、保证质量的进行，使沿空留巷施工工艺适应的条件更为广泛，拓展了沿空留巷的推广空间。
7、参考文献
[1]李化敏.沿空留巷顶板岩层控制设计. 岩石力学与工程学报.2000-9
[2]吴海滨.议无煤柱快速沿空留巷技术开采技术.科学山西.2010-6
[3] 尹根成. 沿空留巷技术研究与应用. 中国科学院上海冶金研究所; 材料物理与化学(专业) 博士论文 2000年度
[4]郭育光.沿空留巷巷旁充填体主要参数的研究[J].中国矿业大学学报，1992，23(2):1-11.
[5]蒋金泉.采场围岩应力与运动[M].北京：煤炭工业出版社，1993
[6]钱鸣高6.煤矿绿色开采技术[J].中国矿业大学学报，2003
作者简介： 杜贻晶，男，汉族，1983年生，2006年毕业于山东科技大学土木建筑学院土木工程矿井建设专业，学士学位，现在济宁二号煤矿从事掘进技术管理工作，山东省济宁市任城区济宁二号煤矿（272072）