沿空留巷技术研究与应用

沿空留巷技术研究与应用

沿空留巷技术是一种针对地下矿山开采过程中的巷道支护问题的新型技术，通过在巷道上方留置一定宽度的空间，利用支撑结构来实现巷道的支护，有效地解决了传统巷道支护方式存在的问题。近年来，沿空留巷技术在矿山工程中得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。本文将重点介绍沿空留巷技术的研究现状和应用场景，并对其未来的发展方向进行探讨。

一、沿空留巷技术的研究现状

1.技术原理

沿空留巷技术是一种在地下矿山开采过程中利用巷道上方留置一定宽度的空间，通过支撑结构来实现巷道的支护的新型技术。其主要原理是通过在巷道顶部安装钢架或悬吊支撑结构，将顶板处的分散荷载集中到支撑结构上，从而减小了顶板的荷载，增加了巷道的承载能力，并且在支撑结构的作用下，有效地减小了地质应力对巷道的影响，降低了巷道的变形和开裂。

2.研究进展

近年来，针对沿空留巷技术的研究取得了一系列的进展。学者们对支撑结构的形式、材料、安装方式等进行了深入研究，提出了一系列有效的支护方案。通过数值模拟和物理模型试验等手段，对沿空留巷技术的支撑效果进行了分析和验证，为其在实际工程中的应用提供了科学的依据。

1.岩石类矿山

在岩石类矿山的开采过程中，由于地质应力的作用，巷道顶板易出现开裂和坍塌的情况，传统的支护方式难以满足巷道的安全要求。而沿空留巷技术能够有效地减小地质应力的影响，提高巷道的承载能力，因此在岩石类矿山中具有广阔的应用前景。

2.煤矿

未来，需要进一步改进沿空留巷技术中的支撑结构形式、材料和安装方式等，提高其适用范围和适应性，以满足不同地质条件下的巷道支护需求。

2.工程应用

随着沿空留巷技术的不断改进和完善，其在地下工程中的应用将会越来越广泛。未来需要加强对该技术在实际工程中的应用，总结经验和教训，为其在工程中的规范化应用提供依据。 3.科研攻关

油气、地矿、电力设备管理技术China Science & Technology Overview

1342017年9月上 第17期 总第269期在沿空留巷支护方案中柔模支护技术是目前比较广泛应用的支护方式一项国内外比较先进的支护方案,柔模支护的本质是在进行沿空留巷时,利用柔模支护技术在巷道采空区一侧形成一个具有较好密封性和稳定性的巷旁支护体,防止采空区瓦斯涌入巷道,保证矿井的通风要求和留巷的围岩稳定性,进而确保矿井安全,提高煤炭回采率。施工中使用的柔模实际为纤维材料制作而成的柔性模板,类似于柔模通过相对较短的锚杆和钢筋网固定在施工巷道的外侧,柔模具有透水不透混凝土浆的特性,这样便可以将多余的水分排到柔模袋外面,增加袋内混凝土的强度,柔模支护与普通的混凝土喷射工艺相比具有支护厚度大、支护强度高、施工速度快、施工成本低等特点,因此被广泛应用于现代化煤矿企业中。下文笔者将结合榆家梁52403工作面实际工程状况,详细介绍柔模混凝土沿空留巷技术施工方案及工艺。1 工作面概况52403工作面位于榆家梁井田东南部,工作面北部为52煤回风、胶运及辅运三条大巷,南部为井田边界及燕沟扶贫煤矿52煤老塘,西部为52402备采工作面,东部为52404综采工作面采空区;工作面切眼672m向北上覆为43煤43310工作面及43310旺采采空塌陷区,层间距58-64m。52403综采面长280m,推进长度2053.4m,可采面积574952m2,可采储量270万t,工作面回采率为93%。预计工作面正常涌水量为20m3/h,最大涌水量为100m3/h;工作面内排水能力以不小于100m3/h设防。52403综采面煤层厚度3.10-4.67m,平均厚度3.70m,局部有一层夹矸,夹矸岩性为灰色泥岩,厚度0.05-0.10m;煤厚变异系数5.5%,可采性指数1,为稳定煤层。工作面老顶为粉砂岩及中粒砂岩,厚度约为18.8-19.2m,灰色及灰白色,泥质胶结,水平层理。直接顶为泥岩,厚度约为1.1-1.3m,黑灰色,块状,结构致密,含炭屑,直接底为粉砂岩。在52403综采工作面回采期间,采用柔模混凝土沿空留巷的方式,将52403回风顺槽保留下来作为52402综采工作面的运输顺槽。综合考虑相邻工作面的矿压观测数据和砼墙经济性,经计算在52403回风顺槽正帮侧施工1m厚(切眼至进入43煤位置,约670m)、1.2m厚(进入43煤后,约1418m)、3.5-3.7m高的柔模混凝土墙,施工至52403回撤通道口处,共计留巷2087.6m。2 巷道支护方式2.1 巷道参数52403回风顺槽原宽度5.5m、设计留巷宽度4.8m,高3.5-3.7m,留巷长度2087.6m。2.2 巷道补强支护巷道补强支护顶部采用全断面钢筋网+螺纹钢锚杆+锚索的支护方式,正帮采用一茬双层1.8m宽塑料网+玻璃钢锚杆的支护方式,副帮采用一茬双层2.2m宽塑料网+玻璃钢锚杆的支护方式。各部位支护参数如下:顶部:锚杆5套/m,锚索3套/2m;正帮:一茬1.8m宽塑料网,锚杆“五花”布置,3套/1.5m;副帮:一茬2.2m宽塑料网,锚杆“五花”布置,3套/1.5m。支护材料规格:Φ18×2100mm螺纹钢锚杆、Φ6.5×1100×5200mm钢筋网(网孔120×120mm)、Φ22×8000mm锚索、8×140×4600mmπ型钢带、8×140×3400mmπ型钢带、1.8(2.2)m×20m塑料网(网格40×40mm)、Φ20×2100mm玻璃钢锚杆。2.3 留巷滞后支护在沿空留巷过程中,工作面滞后段将受采动影响,为防止回采过程中矿压显现对预留巷道的破坏,留巷滞后支护采用DW3.5型外注式单体液压支柱配金属钢梁的“一梁四柱”支护,排距1000mm,每排单体间距从副帮到采空侧为1200(1400)、800(800)、600。根据墙体受压情况,受压较大时,离墙200mm的位置补强支护一排单体,间距500mm,挂模单体不拆除,兼作墙体的补强支护。随着工作面推进一定距离,采动影响也逐渐减弱,所以仅需对受剧烈采动影响区域进行滞后支护,根据榆家梁煤矿实际情况及其他矿的实际工程经验,在初期滞后工作面支护距离确定为150m,随后根据矿压显现监测情况选择合适的滞后支护长度。因本工作面采高较大,采空区冒落矸石堆积范围大,将经历强放和初采过程,所以初采期间支护方式将“一梁四柱”变更为步距800mm。作者简介:刘英明(1981—),男,汉族,陕西神木人,本科,2004年毕业于中国矿业大学采矿工程专业,现任神东煤炭集团榆家梁煤矿 生产科副科长,工程师,研究方向:煤炭开采。柔模混凝土沿空留巷技术研究与应用刘英明(神东煤炭集团榆家梁煤矿,陕西榆林 719300)摘　要:本文结合榆家梁煤矿52403工作面回风顺槽实际工程情况,详细介绍了柔模混凝土沿空留巷技术的支护方式、施工方法及技术措施,并做出经济效益分析,对柔模混凝土沿空留巷技术的进一步推广具有一定的借鉴意义。关键词:柔模；沿空留巷；技术研究中图分类号:TD263文献标识码:A文章编号:1671-2064(2017)17-0134-03

煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究

煤矿开采是煤矿生产的关键环节，而沿空留巷技术是煤矿开采中的一项重要技术。沿空留巷技术是指在煤炭开采过程中，为了控制矿压和提高矿井安全、增加煤炭采运效率，将煤层的一部分或全部不采取方式保留起来，这样就形成了沿空留巷。沿空留巷技术的应用对煤矿的安全生产和提高煤矿开采效率具有重要意义。本文将就煤矿开采中沿空留巷技术的应用进行研究。

一、沿空留巷技术的原理和意义

沿空留巷技术是在煤炭开采中为了保护矿柱、控制矿压，提高矿井安全和提高煤炭采运效率而采用的一项技术措施。它通过在煤炭开采过程中留出一定的区域，即留巷，使得矿柱能够承受一定的压力，起到支护和控制矿压的作用。

沿空留巷技术的应用可以有效地控制矿压，减少矿灾事故的发生，保障矿工的生命安全。沿空留巷技术还可以提高煤矿开采效率，减少综采工作面的煤层损失，降低开采成本，增加经济收益。沿空留巷技术在煤矿开采中具有非常重要的意义。

二、沿空留巷技术的应用现状

1. 沿空留巷技术在矿井支护中的应用

在煤层开采过程中，沿空留巷技术不仅可以对矿柱进行有效的支护，还可以通过合理的设计和施工来减少矿柱的破坏，降低煤层的损失，提高煤炭的回收率。

煤矿瓦斯是煤矿生产中的一大隐患，沿空留巷技术的应用可以有效地减少矿场内瓦斯的聚集和积聚，有效地控制了瓦斯的涌出和爆炸的发生。

通过沿空留巷技术的应用，可以减缓煤层的顶板运移速率，降低矿压的影响范围，有效地保护矿井的安全生产。

1. 技术和设备的更新换代

随着我国煤矿开采技术的不断攀升和矿井深度的增加，沿空留巷技术需要更高性能的设备和更科学的技术手段来支持。未来，沿空留巷技术的设备和技术将向着智能化、自动化和集成化方向发展。

2. 沿空留巷技术的理论研究

随着煤炭资源的逐渐枯竭，煤矿的深部开采和难采煤层的开采将成为未来煤炭生产的一个重要发展方向，沿空留巷技术的理论研究将更加重要。未来，沿空留巷技术的研究将更加注重计算机模拟、数值模拟、仿真试验等现代化手段的应用。 煤矿开采中的安全问题一直是煤炭生产中最为关键的问题，未来沿空留巷技术的发展将更加关注煤矿的安全保障。通过引入新材料、新技术、新理念，使得沿空留巷技术能够更好地发挥其在矿井支护、瓦斯管理和矿压控制中的作用。

煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究

一、沿空留巷技术的基本原理

沿空留巷技术是指在煤层开采过程中，挖掘越空巷道留下一定厚度的覆岩，以保证巷道避让的煤柱和下部抽采的煤柱之间有一定的覆岩层厚度，达到确保安全和高效开采的技术。沿空留巷技术的基本原理主要包括以下几点：

1.保障安全：留巷技术可以有效地保证留巷和开采空间之间有足够的覆岩层，从而保障矿井开采过程中的安全。

2.提高煤炭回收率：通过留巷技术可以最大限度地提高煤炭的回收率，减少矿井的损失。

3.减少瓦斯爆炸事故：沿空留巷技术可以减少煤与瓦斯爆炸的危险，提高矿井的安全性。

4.提高开采效率：留巷技术可以增加矿井的开采空间，提高煤炭的开采效率。

二、沿空留巷技术的应用现状

目前，沿空留巷技术在中国的煤矿开采中得到了广泛的应用，特别是在深部、超深部煤矿开采中。以大庆煤田、黄河煤田、鄂尔多斯煤田、韩城煤田等为代表的煤矿，都采用了沿空留巷技术，取得了显著的效果。在实际应用中，沿空留巷技术主要包括以下几个方面的内容：

1.根据煤层地质条件和矿井布置，确定留巷的位置和尺寸，确保留巷的安全性和稳定性。

2.利用先进的采矿设备和技术手段，实施留巷工程，确保留巷的质量和进度。

3.根据矿井的生产情况和瓦斯涌出规律，对留巷工程进行定期检测和维护，防止瓦斯事故的发生。

通过以上的应用实例可以看出，沿空留巷技术在我国的煤矿开采中得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。在提高矿井的安全性和生产效率方面发挥了积极的作用。

三、沿空留巷技术的发展趋势

随着煤矿开采技术的不断发展和完善，沿空留巷技术也在不断演进和改进。未来，沿空留巷技术的发展趋势主要包括以下几个方面： 1.应用范围扩大：随着煤矿开采的深入和超深部煤矿的开发，沿空留巷技术将会在更大范围内得到应用，以满足煤矿开采的需求。