薄煤层沿空留巷技术的研究与应用

沿空留巷在煤矿开采中的应用摘要：作为煤矿开采中一项重要的采矿技术，它能有效地提高矿井的生产效率。

但是，在实际操作过程中，制约企业生产效率的因素还很多。

因此，通过对沿空留巷工艺及其在矿井中的应用进行了优化研究，以保证矿井的安全、高效生产。

关键词：沿空留巷；煤矿开采；应用引言在煤矿开采过程中，施工工艺和技术始终是煤炭生产发展的主要驱动力。

只有全面提升施工工艺，才能充分挖掘矿井的改革发展潜能。

目前，沿空留巷已经在很多矿山项目中得到了广泛的应用。

相对于传统的开采方式，本研究提出了一种新的采煤工艺，它能保证煤矿开采的整体性、合理性，保证了煤矿开采的安全性，从而提高了煤炭开采的质量与效率。

为企业创造更多的经济效益与发展空间。

虽然这种方法具有很多优势，但是在实践中还存在着很多的问题。

矿井要继续对沿空留巷技术进行优化与完善，扩大其在矿井中的应用，才能更好地推进矿井的生产。

一、沿空留巷技术概念及应用实际意义1 .基于沿空留巷的技术思想，在满足一定条件下，将采区底板布置在采场巷道的边界上，从而达到对储备煤柱的高效开采。

总体而言，采用水平巷对采空区进行超前支护，是保证上一回采区安全高效运行的重要手段。

在矿井中合理地应用露天矿的采矿工艺，对提高矿井的生产效率和降低矿井的经济损失具有重要意义。

该方法是一种新型的采煤方法，其在采煤工艺方面有其独特的优越性。

随着我国石油化工行业的发展，我国石油化工行业的发展与应用也将越来越广泛。

但是，这一系统存在着一定的不足之处，给煤矿的生产带来了不利的影响。

比如，上覆岩层的移动及左侧采矿区的开采，都会对上一回采区的矿压产生一定的影响。

因此，在采空区治理中，要充分发挥采空区的技术优势，充分发挥侧向支护技术的作用，充分发挥其生产能力。

尤其在煤矿井下还有大量煤的情况下，必须加强支护体系的密封性，以防漏失而发生事故[1]。

1.沿空留巷技术应用的实际意义煤炭是我国重要的能源资源，占比超过75%，而矿井中存在着煤尘、瓦斯、水和火灾等安全隐患，容易引发重大安全事故，如瓦斯爆炸，煤尘爆炸，洪水，火灾，坍塌等致人死亡与意外。

薄煤层充填开采条件下沿空留巷技术研究[摘要] 针对薄煤层充填开采特点，利用数值模拟方法确定了合理的巷旁充填体宽度和充填材料强度，为沿空留巷设计提供了一种新的方法。

[关键词] 充填开采沿空留巷数值模拟0.引言是否对采空区进行充填对整个回采过程中形成的围岩应力场是不同的，对沿空留巷充填体的影响也不同。

不充填的情况下，由于上区段工作面回采，在采空区边缘形成较强的侧向支承压力，使采空区边缘充填体形成破碎区，承载能力降低，留巷会受到较大的影响。

而利用矸石胶结充填技术对采空区进行充填，可以较好地保持顶板岩层的完整性而不出现断裂，有效控制采场的矿压显现，使充填体可以在一个较小的应力场中发挥良好的支撑作用，保证留巷的完整性和可靠性。

在确定充填留巷方案的过程中，巷旁充填体的宽度以及保持充填体稳定、控制其变形，成为沿空留巷技术能否成功的关键。

本文采用数值模拟方法对充填开采条件下沿空留巷进行模拟。

1.巷旁充填模拟方案确定在采空区充填体的支撑作用下，上覆岩层不会发生断裂，工作面没有明显的来压显现，对留巷充填体不会造成很大的侧向压力。

因此可以采用连续介质模型的有限元数值计算程序flac3d进行数值模拟计算，分析不同的充填宽度下充填体的稳定性。

（1）数值模型的建立图1数值计算三维模型图拟在1303工作面东下面进行充填留巷设计，所模拟工作面位于-650水平六采区，最下部上限标高-641m，下限标高-733.2m。

走向长1150m，倾斜宽平均180m。

工作面13层煤煤厚平均1.62m，属稳定煤层，倾角平均15°。

煤层以上直接顶为第四层石灰岩，均厚5.97m，平均单向抗压强度为84.31mpa，四灰以上为粉砂岩，灰色，平均厚18.31m。

直接底为粉砂岩，均厚0.60m，老底为细砂岩，均厚5.17m，平均单向抗压强度为60.68mpa。

留设巷道为工作面运输巷，净宽3.2m,净高2.5m，断面积为7.44m2。

三维计算模型如图1所示。

发展方向： 要引进先进技术 ， 加强充填材料 、 充填工艺 、 充填设备 的研 究和引进。使这项技术能满足不同条件下高效生产的要求。
科技 论坛
民营科技２ ０ １ ４ 年第６ 期
（ 龙煤集 团公 司双鸭山矿 业集团公 司安泰煤矿 ， 黑龙 江 双鸭山 １ ５ ５ １ ３ ０ ） 摘 要： 沿空留巷技术是我 国采煤技术的一次重大技 术变革， 完全取 消 了区段煤柱 ， 提 高 了煤炭资源的回采率 ， 降低 了巷道 的掘进 率， 改善 了矿 井生产条件 ， 为采煤备用面准备创造 了有利条件。安泰煤矿左二 采区 ４ １ 层沿空留巷工 艺， 根据 ４ １ 层的地质条件 ， 采用传 统工艺石垛 、 超前打设锚索、 巷 旁打设木点柱等联合 方法取得 了很好的效果。
关键词 ： 沿空 留巷 ； 采煤 ； 技 术应 用
在保证工作面四排永久支柱齐全 的Ｊ 腈况下 ， 人员站在支柱空 内用长钩 双矿集团安泰煤矿 ３ ３ ６ １ 工作面位 于＿ ９ Ｏ 左二区 ４ １ 层， ４ １ 层煤 子将石料钩到支护范 围内再取 ， 严禁人员进入空区取料。 为复合煤 层 ， 上分层 ０ ． ４ ｍ， 中部夹矸 ０ ． ５ ｍ， 下 分层煤 ０ ． ９ ｍ， 平均厚 １ ． ３ ｍ， 煤层倾角 ５ 度左右， 煤尘有爆炸危险 ， 无 自然发火期 ， 无冲击地
帽木点柱。 ２ ． ２ 锚索的打设。超前回采工作面打设锚索 ， 距帮 ０ ． ５ ｍ， 并且沿巷道 纵轴线形成连续打设 ， 锚索间距 ２ ｍ 。 根据本矿地质条件选用锚索长度 ８ ｍ， 锚 固５ ｍ、 外露 ０ ． ３ ｍ、 预紧力必须达到 １ ５ ０ ｋ Ｎ以上。锚索除具有普 通锚杆的支护作用外， 与普通锚杆不同的是对顶板进行深部锚固而产 生强力悬吊作用， 以大预紧力减缓顶板变形扩张。 对于围岩松动圈大、 巷道节理发育、顶板破碎及伪顶较厚等复杂顶板条件下的巷道支护， 通过锚杆对松动圈内的围岩进行组合梁加固和锚索的补强支护， 将其 锚固到顶板深部。 这种加强支护所形成的组合梁对上部直接顶或基本 顶也进行了保护 ， 阻止其下沉移动和松动扩展 ， 使相邻锚杆锚索的作 用相互叠加 ， 组合形成—个新岩梁。这个新的岩梁厚度 、 刚度 、 层间抗 剪力成倍增加 ， 使顶板压力通过巷道岩帮向岩体深部转移 ， 改善巷道 受力条件 ， 使顶板得到有效控制， 片帮问题也得到了较好的解决 ， 采后 对巷 道破 坏较轻 。 ２ ． ３ 强制放顶 。在矸石带里侧 ，距矸石带 ０ ． ５ ｍ处打挑顶眼 ，垂深 １ ． ６ ｍ， 然后采用爆破法强制放顶 ， 这样既可支撑顶板维护巷道 ， 又可隔 离采 空 区 ， 对减少 围岩 活动剧烈 矿压显 现对 巷道 的影 响有利 。 ２ ． ４ 码石墙规格 。下宽 ２ ． ５ ｍ， 上宽 ２ ． ０ ｍ， 高１ ． ６ ｍ， 石墙要码在工作面 第三排和第四排单体之间。码石墙时， 石墙 中间用小石块和水泥砂浆 （ 水泥江砂 比为 １ ： ３ ； 施工时要严格按 比例配料。） 每码一层， 都必须用 水泥砂浆充填灌满勾缝 ， 直至石墙接顶 ， 并且上下层之间的石头要互 相压茬 ， 所码的石墙必须接顶接底， 严禁码在浮煤或浮矸上 ， 石墙 内的 图 ２ 工作 面平 面图 ’ 缝隙必须水泥砂浆捣实 ， 保证石墙的强度 ， 严禁出现空隙漏风。 在工作 ２ ． ５ 沿空留巷的矿压观察 。 根据安泰煤矿留巷效果观测 ： 留巷巷道顶 面溜子头码石墙处 ， 第一排至第三排支柱之间不许码石墙 ， 确保行人 板下沉量 ５ ０ ， － － １ ５ ０ ｍ ｍ， 两帮位移量 ５ ０ － ２ ０ ０ ｍｍ， 底鼓 ５ ０ ， － ， ６ ５ ｍ ｍ， 经过简 单修复巷道完全能够满足作为另一采面Ｊ Ｉ ． ｝ 曹 使用的要求。 通 道 的畅通 。 码石墙取料主要从工作面取 ， 如果在工作面内取料时 ， 作业人员 ３ 沿空留巷的经济效益测算 经实际测算： 本工作面沿空留巷每米材料费 ９ ８ ０元 ， 人工费 ２ ０ ０ ￣ ｒ Ｊ ｍ； 计： 每米沿空留巷成本费 １ １ ８ ０元 ； 现本矿掘每米半煤岩巷道成 本在 ３ ５ ０ ０元 ；沿空留巷每米节约成本 ２ ３ ２ ０ 元；每米多回收原煤 ２ ８ 吨； 该工作面走向长 ３ ０ １ ｍ， 沿空留巷节约成本 ６ ． ９万元 ； 多回收原煤 ８ ４ ２ ８ ｔ ， 按市场售价 ５ ５ ０元／ ｔ ， 创造效益 ５ ５ ０ 元ｘ ８ ４ ２ ８ ＝ ４ ６ ３ ５ ４ ０ ０ 元； 合计

三 柔膜 注 浆要求
１ ． 浇 筑空间支护 ： ① 割煤后及 时打设单体 支柱支 护浇筑 空间顶板 。②挂模处靠采空区侧用 点柱支护 。
２ ． 柔性模板。 柔 性 模 板 的 尺 寸必 须 结 合 巷 道 断 面 大 小 及 施 工条 件综 合 考 虑 。 考 虑 到 施 工 误 差 以及 柔 性 模 板 的 ０ ． ２ ｍ
二 沿 空留巷 柔膜 注 浆
１ ． 注浆 范 围 。１ ７ ４ ４ ０ ５综 采 工 作 面 运 料 巷 下 帮 、 切眼 、 溜 子 道 上 帮 采 取 沿 空 留巷 施 工 工 艺 ． 在 采 空 区 巷 旁 进 行 柔 膜 泵 注 混 凝 土 墙作 业 沿 采 空 区边 缘 运 用 远 距 离 泵运 送 混 凝 土 充 填 技术 ． 通 过 管 路 将 混 凝 土 膏 体充 填 材 料 送 到 留 巷 侧 的 柔 膜 模 板 内． 形 成一道混 凝土充填 墙体 ． 以 增 强 留 巷 地 段 的支 护 强 度， 控制岩体变形 ， 提 高 其 承 载 能 力 。将 工 作 面 回采 巷 道 保 留 下来 ， 切 眼、 溜 子 道 留巷 作 为 下 一 个 面 的 回风 巷 ， 运 料 巷 作 为 下 一个 面 的 溜子 道 ． 实现 Ｙ型通风。 ２ ． 施 工 材 料 及 设 备 （ １ ） 柔 膜 泵 注 混 凝 土 施 工 主 要 材 料 。 注浆 材 料 使 用 配 比 好的砂浆料和混合料 ． 注 浆 模板 根 据 采 高 和 工 作 面 控 制 推 进 度 确定 ． 注浆厚度为 １ ． ５ ｍ。 （ ２ ） 柔 膜 泵 注 混 凝 土 施 工 主要 设 备 。采 用 湖南 飞 翼 股 份 有 限 公 司 制 造 的 ＨＢ ＭＧ 一 ３ ０ ／ ２ １ 一 ｌ １ ０ Ｓ矿 用 混 凝 土 泵 １台 ． 混 凝 土泵 初 期 布 置 于 运 料 巷 距 工 作 面 部 超 过 ３ ０ ０ ｍ处 ． 随 着 工 作 面 向 外推 采 混 凝 土 泵 向外 移 动