大湾煤矿120203机巷沿空留巷及瓦斯治理技术的应用

大湾煤矿120203机巷沿空留巷及瓦斯治理技术的应用

陈进1舒永生2

贵州水城矿业集团股份有限公司贵州553012

摘要：无煤柱开采是矿井提高煤炭回收率，改善巷道维护，减少巷道掘进工程量，对矿井技术改造、缓解采掘接续关系、改善矿井经济技术指标和延长矿井生产年限具有现实意义

关键词：无煤柱开采；采掘接续

一、工程概况

大湾煤矿东井西翼120203工作面回采过程中，采取措施对120203机巷进行加固支护后进行沿空留巷，将作为120204工作面轨巷进行使用，减少因为瓦斯治理对生产造成的影响，缩短工作面出面时间，节约支护材料。这样可以实现无煤柱开采，完全保护下覆煤层，缩短工作面出面时间，节约支护材料，有着极高的经济效益。该工作面已于2015年12月回采完毕，现正在进行120203机巷的修复。

二、沿空留巷施工方案

2.1120203工作面简介

120203机、轨巷，断面规格为4.4m×2.5m，均采用锚网支护。120203切眼为矩形巷道，巷道规格为6.0m×2.5m，采用锚网支护、锚索加固，切眼长200m，共安装135台单体液压支架。工作面采用俯斜开采，倾斜长度1050m。

2.2地质条件

120203工作面位于大湾煤矿东井西翼，第8勘探线与第9勘探线之间；工作面上限标高为+1686.456m，下限标高为+1561.063m；工作面下覆煤层未开采。地表无重要建筑物及保护物，地面为陡坡荒山地形，标高+1795.7m-1953.7m。回采过程中，工作面轨巷主要受到采空区影响。

2.3煤层厚度

120203工作面煤层最大厚度2.05m，最小厚度1.4m，平均厚度1.7m。120203工作面回采2#煤层，2#煤呈块状、具贝壳状断口、半暗型煤，夹亮煤条带，内生裂隙发育见方解石细脉。煤层平均倾角8°，平均厚度1.7m，结构简单，通常含夹矸一到两层，厚约0.3m，为棕灰色高岭石泥岩。2#煤为焦煤，平均灰份25.99%，水份1.08%，硫分1.56%，挥发份25.46%，发热量35.5MJ/Kg。

2.4煤层顶、底板

2#煤层伪顶为灰黑色炭质泥岩，厚0.1m；直接顶为浅灰色薄层状泥质粉砂岩，厚3m，基本顶为浅绿色中厚层状钙质细砂岩，底板为灰色泥岩和浅灰色泥质粉砂岩，均显水平层理。

2.5沿空留巷施工方法

①120203工作面回采前，120203机巷采用直径21.6mm,L＝7200mm的锚索对巷道顶板进行加固支护，锚索间排距为1000mm×1000mm。

②超前工作面煤壁4m，采用锚杆机沿120203机巷巷巷道在煤壁侧轮廓线往里200mm处垂直巷道顶板施工一排炮眼，连续进行，放震动炮对巷道直接顶进行震动预裂，将采空区沉陷范围与巷道顶板的应力作用切断，减小原有的采空区下沉后对巷道上方顶板的破坏，经过预裂后巷道上方直接顶与工作面采空区直接顶断开，减小矿压对120203机巷的影响。

③随着工作面不断向前回采，在采空区沿120203机巷（煤壁侧）巷道轮廓线用编织袋装细矸石砌筑厚500mm隔离墙，并采用φ>160mm的圆木紧靠隔离挡墙支护一排木点柱进行加固支护，木点柱间距为1500mm（根据现场需要，适当调整木点柱间距）。

④120203工作面每往前推进4m时，在120203机巷落山角采用单体垂直巷道支护一排关门柱，间距为700mm，在关门柱前采用气囊对落山角对采空区进行隔离。

⑤120203工作面往前推进4m，关门柱及气囊往前移动一次，依此类推。

2.6震动爆破试验施工方案

①炮眼布置方式：沿巷道布置方向距工作面煤壁200mm处施工单排预裂炮眼。

②炮眼角度：炮眼与巷道顶板垂直。

2.7施工方案对比：

①炮眼间距、深度及装药量：炮眼间距为500mm，深度为4m，单眼装药量为2节。

②炮眼间距、深度及装药量：炮眼间距为500mm，深度为4m，单眼装药量为4节。

③未对巷道顶板进行预裂爆破（作为对比段）。

2.8爆破器材：

爆破炸药选用三级煤矿许用乳化炸药，药卷规格为φ32mm×320mm,重300g；雷管选用1～4段毫秒延期电雷管；发爆器选用MFB-200电容式发爆器，爆破母线选用防爆阻燃型电缆。

2.9装药结构：

全部炮眼统一采用反向连续柱状装药，装药后充填水炮泥，再使用黄泥对炮眼进行封堵。

三、沿空留巷瓦斯治理方法

3.1120203采空区埋管抽放

120203工作面回采前，沿120203轨巷安设1趟16寸瓦斯管，在轨巷与切眼交叉处埋设一组蜂窝管，工作面回采期间用于抽放采空区瓦斯，减少采空区瓦斯向采面工作面涌出，确保工作面正常回采。120203机巷沿空留巷恢复通风后，该趟瓦斯抽放管路保持正常抽放，采空区瓦斯将流向120203轨巷，通过瓦斯管路抽放排到地面，大量减少采空区瓦斯向120203机巷沿空留巷涌出。详见下图。

3.2在沿空留巷采空区侧砌筑隔离挡墙，阻断瓦斯涌出通道

120203工作面回采期间，在120203机巷采空区侧用编织袋装细矸石砌筑一道厚500mm的隔离墙，并采用φ>160mm的圆木紧靠隔离挡墙支护一排木点柱进行加固支护，木点柱间距为1500mm。120203机巷沿空留巷恢复通风后，喷浆将隔离墙的裂隙完全封闭，达到阻断瓦斯涌出通道的目的。

3.3底板拦截钻孔抽放下邻近层瓦斯

在沿空留巷西帮（未回采帮）施工钻场，从钻场内施工底板拦截钻孔，钻孔施工到4#煤层，拦截下邻近层涌出瓦斯，减少巷道瓦斯涌出量。

四、沿空留巷的优点和缺点

4.1优点

时间比较：重新施工一条巷道按照单进90米/月的话，120204轨巷1050米需要11月零20天，而沿空留巷的话就只需要进行卧底修复以及喷浆，进可以达到200米/月，大大节约了接续时间，6月份为加快施工进度，采用综掘机进行卧底，预计单进可以达到400米/月，这样整个120203机巷预计7月底就可以卧底修复完毕，共用时6个月，节约了约1/2的施工时间。

经济比较：120203机巷沿空留巷主要包括堆砌编织袋、卧底修复以及喷浆等，预计成本为1200元/米，而重新施工120204轨巷的话，预计成本能达到2400元/米，预计能够节约成本1/2。

采用沿空留巷技术即无煤柱开采技术，只需要对沿空留巷的巷道进行简单的卧底修复，无需考虑掘进巷道过程中的瓦斯突出问题，减少“四位一体”在掘进过程中占用的时间及费用。

4.2缺点：因为临近采空区，采空区瓦斯容易进入工作面，造成巷道内瓦斯积聚，同时雨季期间，采空区内水量较大，容易窜入工作面内，因此，必须加强靠近采空区侧巷道喷浆质量以及巷道防治水工作。

结语：

该方案在比较切合大湾煤矿实际，推广应用能取得很好的技术及经济效益。120203机巷开始修复以后，大湾煤矿技术科根据修复进度在巷道内按100m每段设观测点定期对巷道变形参数进行观测，巷道变形基本忽略不计;沿空留巷技术取得了成功。

120203机巷沿空留巷的成功，减少煤柱损失37296吨，巷道施工工程1150m；另外由于沿空留巷后修复期间不需要停头进行瓦斯治理，按照以往的经验，节约施工1150m巷道（包括过断层、施工轨巷联络巷等揭煤巷道）瓦斯治理时间至少需要半年。

由于120203机巷沿控留巷的成功，大湾煤矿结合矿井地质条件将进一步探索并推广沿空留巷工艺，优化矿井设计，为缓解矿井采掘接续紧张的现状做出贡献；并对公司全面推广沿空留巷工艺积累了一定的可行性经验。

参考文献：

[1]陶刚.上保护层无煤柱开采瓦斯治理技术在大湾煤矿的实践[J].煤矿安全,2011,42(6):90-92.