沿空留巷技术研究与应用

沿空留巷技术研究与应用

田建国

山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司 山西高平 048400

摘要：目前，综采已经成为煤炭开采的主要工艺，其具有安全高效的优点。综采工艺的应用使得工作面的产量得到了明显提升，但是也遇到了问题。由于综采工作面的回采速度越来越快，对煤矿掘进工作面的作业效率提出了较高的要求。过去，工作面掘进时多采用双巷掘进法，即同时掘进2条巷道，掘进的工作量非常大，这极大地限制了工作面的准备速度。鉴于此，特提出了沿空留巷技术，即将上个工作面的回风巷保留下来作为下个工作面的运输巷，少掘进1条巷道，减少了掘进的工作量。与此同时，应用沿空留巷技术还减少了双巷掘进中煤柱的数量，提高了综采工作面的资源回采率。这项技术有广阔的应用前景，但是还存在许多问题亟待解决。本文围绕沿空留巷技术存在的问题以及相应的解决方法进行阐述。

关键词：沿空留巷；技术研究；沿空留巷技术

引言

在煤矿井下生产作业的过程中，运用沿空留巷技术不仅能够大幅缩减巷道掘进作业量，减少保护煤柱留设量，提高矿井煤炭资源的采出率，还能够有效解决上隅角存在的瓦斯聚集现象，规避采空区自然发火，提升矿井作业安全。有鉴于此，针对矿井井下生产实际设计具有良好针对性的沿空留巷技术，为矿井生产综合效益的提升提供坚实保障，而且对矿井的长久发展意义重大。

1留巷技术概况

自从1960年以来，中国包括当时世界其他主要采煤大国为了增加矿井的综合经济收益，都采取了少挖坑道和增加生产的连续性等一系列办法，采用往复式“Z”形来开采地下矿井中的煤矿，留出前进式和后退式两种工作面沿空留巷，实现真正意义上的无煤柱开采，大大增加了人们对天然煤矿资源的利用率。这种沿空留巷技术在全世界范围内开始推广，其中做的最好的国家是前苏联、德国、波兰和英国等一些西方国家，他们这些国家在能源开采方面的重视程度非常之高，非常能够钻研怎样才能更好的利用这种一次性的煤矿资源，珍惜大自然的馈赠。加上他们这些国家实力雄厚，又是老牌的工业强国，科技水平较之中国要高出不少，因而在煤炭开采的前沿技术上遥遥领先于全世界。

2沿空留巷技术的现状及存在的问题

2.1沿空留巷技术现状分析

沿空留巷技术应用于中国煤炭井下综采工作的时间并不长，但已经成为了一种不留煤柱的重要方法。这项技术实施的关键在于，通过加强支护保留上个工作面的回采巷道来为下个工作面的生产服务。在此过程中，要求对回采过程中巷道的变形进行控制，并且要定期检修和维修。采用这项技术可以有效减小煤柱的宽度，提高工作面资源的回采率。中国对煤炭资源的需求量很大，将沿空留巷技术应用于各种类型煤层的开采中，具有十分重要的意义。

2.2沿空留巷技术存在的问题

尽管采用了沿空留巷技术，但是这家煤矿企业也并没有取得应有的开采效果，因为煤矿企业用的是无煤柱的开采方法，应用了沿空留巷的前沿技术，但是这项技术的正确应用与支护的牢固可靠是分不开的。他们架设了大量的支架来进行坑道的搭建。但是他们的支架材料，或者说是大部分煤矿企业的支架运用的支架材料的选择基本上都不是非常正确。因为这种方式进行留巷作业需要的支护材料品种非常的多，而且给工人们带来了巨大的劳动量，但是支护效果却非常差劲，采空区的隔离也未能达到理想中的隔离效果。在中国未来的煤炭综采中，预估将要应用很长一段时间沿空留巷技术，因此，该项技术的发展前景相当可观，需要进一步加强其在煤炭综采中的应用。

2.3沿空留巷施工中存在的安全问题

一旦工作面开始进行回采，采空区上面的覆盖的岩石就会结构不稳，而且因为工作面的回采，施工作业人员开采的矿山内部压力就会得到重新分布，这是在采矿过程中经常发生的事情，同时沿空巷道受到支承压力的作用也会越来越大，在压力的作用下矿井内部产生的矿压效应就会越发的显著。尤其是支护架后面200m范围内，这个压力效应的所引发的效果会非常明显。这个时候很有可能会出现顶板的下沉和底板的上鼓，更加严重的是一旦采空区巷帮侧破碎，那些受到强烈压力的顶板就有可能承受不住这么大的压力脱落，从而在压力和自身重力的作用下就会下落，进而冲垮临时支柱，这样就会对我们预留的坑道造成非常大的冲击，对我们的施工作业人员造成了非常大的生命威胁。更加糟糕的是因为顶周期的来压不稳定，我们很难判定具体的垮落时间，而且一旦顶板垮落，它往往会先对临时建造的支护板造成猛烈冲击，引发安全事故。

3加强沿空留巷技术应用的措施

3.1发展沿空留巷技术

对综采工作面回采率影响最大的是大量保护煤柱的预留。现在很多矿井在掘进时，为了方便，依然采用传统的双巷掘进方式，这会导致有大量的保护煤柱存在。为了缩短保护煤柱的宽度，沿空留巷技术应运而生。在上个工作面回采完成后，将工作面的回风巷保留下来作为下个工作面的运输巷。这种技术可以少掘进一条巷道，有效地减少巷道的保护煤柱，是一项具有发展前景的技术。但是该技术还存在很多难题需要解决，主要的问题是沿空留巷的支护。由于要保留的巷道容易受到工作面回采时采动应力的影响，支护起来十分困难，需要解决支护参数的选择及支护形式的选择问题。

3.2加强沿空留巷的安全管理

在煤矿开采过程中，任何时刻都需要关注安全问题。分析大量统计数据可以发现，造成沿空巷道不安全的因素主要是巷道支护强度和瓦斯问题。沿空留巷的关键在于采用一些有效的支护技术来靠近采空区边缘的巷道，如果不能使巷道处于稳定状态，则在开采时存在很大的安全隐患。在进行沿空留巷时，还需要考虑工作面开采支承压力重新分布对巷道的影响。通常情况下，在回采期间，沿空留巷的巷道所承受的压力更大，承受的最大压力是正常情况下的2倍。根据矿井内所开采施工的特点和矿体结构的变形破坏机理，保持矿井内矿体结构稳定性的关键技术是：合理的支护设计，坚固矿井的合理支护、顶板的合理支护，对边角进行加固。此外，还需要关注巷道支护的时效性。由于沿空巷道受到动压的影响，很难保证巷道长时间支护的稳定性，可能会很难满足下个工作面的回采需求。沿空留巷需要关注的另一个问题就是采空区的瓦斯涌出问题。由于巷道靠近采空区一侧，如果密封不严，巷道通风时，大量的采空区瓦斯会涌出，严重威胁矿井的生产安全。与此同时，沿空留巷还使得通风系统漏风增加，导致巷道通风困难，这也会影响生产安全。因此，在支护完成后，需要定期对巷道靠近采空区一侧进行检查，防止出现大量瓦斯逸出的现象。

结束语

沿空留巷技术作为一种提升矿井收益的巷道留设技术，是实现煤炭资源充分开采利用的有效手段，矿井管理者必须高度重视相关技术的应用，在生产中积极组织专业力量，结合生产实际，开展针对性探究，总结不同条件下的沿空留巷工艺，实现沿空留巷的广泛应用，从而为煤炭产业更好的发展提供推动力。

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