煤矿井下沿空留巷掘进技术研究

张志刚

摘要：煤矿开采中沿空留巷技术的应用，不但可以提升回采效率、科学地开发煤炭资源、减少掘进巷道工作量、解决采掘接替之前存在的矛盾，而且能够实现采煤技术的创新。本文就对煤矿井下沿空留巷掘进技术进行了研究。

关键词：煤矿；开采；沿空留巷；应用

在开采煤矿的过程中，应用沿空留巷技术可以借助支护技术对固有的巷道进行保留，进而保障运输巷的稳定和安全，从而确保下一个采面的顺利开采与回风。所谓的沿空留巷是指应用支护技术支撑固有的顺槽位置，进而确保采空区不会出现塌陷的情况。科学地应用沿空留巷技术能够使采掘煤矿过程当中出现的浪费情况减少，并且实现煤矿开采效率的大大提升。

1、沿空留巷技术现状

近年来，随着我国社会经济的飞速发展，煤炭工业发展迅速，无论是煤炭工业的管理模式还是建设技术都有了显著的进步，对国民经济的发展起到了举足轻重的作用。从一定意义上来讲，沿空留巷技术保障了煤矿的安全生产与企业的经济效益，是关系到国计民生的大事，但目前仍存在着一些问题。总结之，可以概括为以下几个方面：

1.1传统支架形式效果差

以传统的支架形式来支护沿空留巷，曾经一段时间确实解决了煤矿回采工作面无煤柱采煤的问题，也杜绝了生产过程中的许多安全隐患。但据调查显示，传统密集型的支架形式主要应用于采面地压小且煤层条件好的低瓦斯矿井开采工业中，在每层条件相对较差或瓦斯含量超标的煤矿开采中就不能使用。传统支架形式支护材料品种多，施工量比较大，而且效果不佳，在现代煤炭生产过程中应该尽量减少使用。

1.2煤矸石堆垛法依然在使用

煤矸石堆垛法是一种相对简单而且经济的做法，但支撑矿井顶板的效果却很差，顶板很容易下沉而不利于巷道发挥回采工作功效。这种方法成本低、人力消耗量大，而且矿井隔离效果并不理想，但在当今煤矿开采过程中该方法依然在使用。

1.3砌墙法仍然不能从根本上解决问题

在煤矿生产过程中，很多煤炭企业利用预制块砌墙的方法以克服密集柱支护法和矸石堆垛法存在的缺陷，虽然能够在矿井内形成一道甚或数道隔离采空区密闭墙，但该方法仍然不能从根本上解决隔离墙与顶板之间的密合问题，最终难以真正实现支护目的。

1.4巷帮充填体支护法不稳定

实践中我们可以看到，很多煤炭企业矿井巷道依然使用巷帮充填体支护法对巷道予以支护。该方法是指在煤矿采空区一侧构筑一些巷帮充填体以形成一条支护带。巷帮充填体支护法一般使用的材料强度较低且不能有效改善接顶问题，因此很难保障采煤巷道的稳定。该支护方法的最大优点在于支护带充填范围较大大，可机械化施工程度高，而最大的缺点是支护强度低，很难适应沿空巷道的高压突变性。

2、煤矿开采中沿空留巷技术的应用

2.1石墙的原材料以混凝土充当

混凝土的特点是硬度大、韧性强、承载性好，这种建筑施工材料得以普遍地应用。鉴于它的优势比较独特，能够在护墙点与构筑石墙上应用混凝土，从而能够有效地避免矿井顶板的下沉。为了实现理想的支撑效果，混凝土石墙需要顺着预留巷道的开采深度加以拓展。除此之外，针对由于倾斜的石墙导致的压力，应当在构筑混凝土石墙的过程中，将坚硬的木柱应用在煤层与混凝土石墙接触的那一边，以充当护墙点柱，从而对压力进行分担。只有如此，才可以在开采煤矿的深度愈来愈大的情况下，确保混凝土墙不会由于太大的压力而出现坍塌的情况。

2.2做好事先支护沿空留巷的工作

在进行开采的时候，矿井顶板与混凝土石墙依旧难以有效地衔接，为了保证支护的成效，需要开展事前支护，也就是在混凝土石墙构筑之前，通过强度较大的螺纹锚杆和梯形钢带实施事先支护。在开采面上，因为会受到采动的制约而使巷道的宽度迅速地变窄，然而变窄的巷道会折断支架或者是使支架变形，所以事先支护的应用能够使支架的抗压性增强。为此，在开采煤矿的过程中，煤矿企业需要应用临时性的支护辅助，选用支护架的时候需要以高强度的单体柱或者是钢梁棚取代。并且，在进行开采的时候，伴随着开采迁移临时性的支护，从而保证顺利地进行开采。

2.3选用适宜的留空策略，防止瓦斯爆炸的发生

煤矿开采的过程中，非常可怕的一个灾难就是瓦斯的爆炸，为了防止瓦斯爆炸的发生，在进行开采的时候，需要防护好瓦斯的火灾。煤矿企业在开采的实际中，需要根据自身的实际现状选用最理想的开采空留方案。从整体上来讲，空留方案需要涵盖下面一些内容：（1）根据防护煤矿瓦斯安全的需要选用方案。通常在浇筑墙体的过程中，一般每间隔15米的时候，将4寸长的抽放钢管预埋在紧挨顶板的位置，钢管的一头跟顺槽瓦斯抽放管路进行连接，另外的一头跟采空区进行连接。可以将控制阀门安装在主管路与钢管上，而支模区域的瓦斯能够通过外端抽放钢管加以解决，为此，不需要对主抽放管进行连接；（2）在兼顾灭火要求的基础选用方案。在混凝土墙底板800毫米的位置，每隔10米需要对加阀门注浆管进行预埋，保障开采的时候漏气和漏风的情况不会发生。现场要求人员在每一天都检查抽放管内气体的成分和浓度，如果抽放管的一氧化碳含量较高，那么需要实施有效的策略加以解决。

2.4对巷道加强支护和提前支护

在沿空巷道支护过程中，由于顶板与混凝土石墙的接触部位难以衔接，因此，可以利用高强度螺纹锚杆配合梯形钢带对巷道顶板予以支护，这就大大加强了巷道支护结构的稳定性；巷道采动影响是从采煤工作面前方开始的，临近工作面时采动影响就会越强烈。随着工作面移近速度的增大，巷道宽度就会急剧缩小，支架变形折损就会非常严重，这也是巷道支护最困难的阶段。基于这一原因，为了增加工作面后方动压区的支护强度、防治顶板错位以及巷道受损，要采用一定强度的单体柱或钢梁棚作为临时支护结构，随着采煤工作面的前移而提前支护。

此外，在沿空巷道技术施工过程中，要注意几个方面的问题：第一，构筑混凝土石墙是沿空留巷的关键，只有加强该工程的施工质量，才能保证支护强度、减缓顶板下沉；第二，实践中可能会遇到较软的煤层，这时可采用锚杆支护的方法防治煤帮的位移；第三，对于一些顶板压力较大的部位，可以使用小锚杆进行支护。

3、结语

总而言之，沿空留巷技术是当前煤炭工业不可或缺的技术，采用该技术不但能够节省资源，而且可以加快煤矿开采的进度，煤矿企业应用比较普遍的一项支护技术就是沿空留巷技术，此技术能够提升开采的效率。为此，需要不断地创新，从而优化该技术，最终推动我国煤矿业的发展。

参考文献

[1]庞成.龙滩煤矿高浓度H2S气体高压岩溶破碎区治理技术[J].矿业安全与环保，2015（06）.

[2]陈广强.卡西欧fx-5800计算器在巷道超欠挖检测中的探讨[J].内蒙古煤炭经济，2016（01）.

[3]钱敏.煤矿掘进冒顶事故的影响因素及规避对策研究[J].内蒙古煤炭经济，2016（01）.