无煤柱回采三种留巷方式探讨

边俊奇

（西山煤电股份有限公司镇城底矿，山西 古交 030203）

·问题探讨·

无煤柱回采三种留巷方式探讨

边俊奇

（西山煤电股份有限公司镇城底矿，山西 古交 030203）

为了提高煤炭资源回收率，最大限度地减少煤柱损失，尽可能采用无煤柱开采技术进行生产。基于以上目的，对在地下煤矿开采中，壁式条带布置工作面方式、工作面间煤柱的去留进行了论述，介绍了三种不同沿空留巷（掘巷）方式的具体做法，即筑墙强支留巷法、恒阻大变形预应力锚索留巷法、预留沿空掘巷法。并对三种不同沿空留巷（掘巷）方式的特点进行了对比分析，从而为各类煤矿因地制宜选用不同方式提供了借鉴。

回收率；无煤柱；沿空留巷（掘巷）；对比；分析；借鉴

1 问题的提出

现代地下煤矿开采中，大多采用综合机械化壁式条带的方法布置工作面，这样工作面与工作面间必然留下至少20～30 m甚至更宽的煤柱。这一煤柱按现在的开采水平，尽可能回收，但其回收率大多不足20%。例如，工作面长度为1 000 m，工作面间煤柱为20 m宽，煤厚为3 m，煤的容重以1．35 t/m3计，回收率20%，则一个煤柱的丢煤量为：

式中：

η—回收率；

l—条带长度，m；

m—条带宽度，m；

δ—煤层厚度，m；

γ—煤的容重，t/m3。

可见损失煤量是极其可观的，就现在回采方法，如果能够在设计或回采时不留煤柱，采区的回收率将会大大提高，所以不留煤柱是从根本上解决这一问题的关键。而最常用的方法就是沿空留巷（掘巷）。另外，按赵景礼教授的中厚煤层错层位巷道布置方式取消条带与条带间的煤柱，这一方法也受到很多条件的制约，如是否采用放顶煤方法回采、煤层厚度与连续性、工作面的回采顺序等。所以，要取消条带间的煤柱还须采用沿空留巷（掘巷）。下面，就研究和采用较多的三种留巷（掘巷）方式，进行介绍，并从适用条件、安全性、可操作性及经济性等多方面进行比较。

2 三种留巷（掘巷）方式

2．1 筑墙强支留巷法

这一方法是基于巷道的重复利用而考虑的，就是上一个工作面回采时，将一条回风巷留下来作为下一个工作面的一条运输巷，这样条带与条带间的回风巷（运输巷），依次重复利用从而取消工作面间煤柱。

具体做法是：回采时，在留巷一端的支架需做成特型支架，根据筑墙厚度（一般为2 m）支架也需2 m宽，现多为现浇砼，所以该支架后，要连体做成2 m宽的模板，模板长度根据循环浇筑进度而定，巷道内需要设一套砼的搅拌、输送设备，然后一边回采一边在留巷的回采一侧浇筑2 m宽，与采高同高的砼墙，作为巷道回采侧的支撑点，保证原巷道的完整性。见图1。

该法已在西山煤电屯兰矿采用。屯兰矿18205工作面采长204 m，走向长1 300 m，与之相邻的18207工作面采长200 m，走向长1 280 m，18205回采时，为18207留下1条1 280 m回风巷，这样这条巷道就可作为相邻的18207工作面的1条运输巷继续使用，这样省去了常规的25 m宽、1 280 m长的煤

柱，多回收13万t的煤炭。

图1 筑墙强支留巷示意图

2．2 恒阻大变形预应力锚索留巷法

该留巷方法与筑墙强支留巷法的形式相似，也是将回采面的一条回风巷留下来重复用作下一个工作面的一条运输巷，只是留巷方法有所不同。

该法是利用恒阻大变形预应力锚索代替砌墙而悬吊回采一侧的顶板，达到留巷目的。该法在四川芙蓉煤业集团的白皎矿采用。见图2。

图2 恒阻大变形预应力锚索留巷示意图

其具体方法是：一个工作面回采时，预先在靠近回采帮一侧300 mm处超前回采面20 m的顶板上以间距1 m打注恒阻大变形预应力锚索，锚索间距与排数，可根据基本顶板岩性确定，压力大时，间距适当缩小，其内侧500 mm处可增加1排锚索，一般与边排锚索呈“三花”布置；在超前回采面10 m距回采帮100 mm处顶板以间距300 mm打切顶眼，深度以穿透基本顶岩石为准，施工时依据回采步距，在超前回采面5 m的切顶眼内，装填膨润土或采用间隔装药的办法进行预裂爆破，使超前回采面5 m的顶板沿切顶眼断裂开，这样回采后，采空区顶板沿切顶眼下沉，而巷道在锚索作用下形成悬顶。为不使采空区矸石泻入巷道，可在切顶眼内侧补强木柱或单体液压支柱并挂网挡矸；待巷道稳定后（约距回采面20 m后）在采空区一侧墙面喷100 mm厚砼，一方面封闭采空区，另一方面形成一堵砼墙，这样尽管巷道断面有所减小，但使用时适当拉底或将另一帮扩帮处理，即可达到使用要求。该矿上组煤23607工作面与23609工作面之间即采用该法，省去宽30 m、长1 500 m的煤柱，节约煤量大约为18．5万t多，经济效益可观。

2．3 预留沿空掘巷法

该法与前两种不同。见图3。

图3 预留沿空掘巷示意图

具体方法是：第一个面的一条回风巷先掘6 m宽，在相邻面的一侧2 m范围内预先砌筑2 m宽的砼墙，留下4 m宽巷道作为本面回采使用，这样相邻面运输巷掘进时，以砼墙为一帮，相当于砼墙作为两个采面之间的煤柱，这样既回收了煤柱，又保证了回采。这是沿空掘巷取消煤柱的一种方法。西山煤电镇城底矿22103与22105工作面之间即采用该法掘巷，省去30 m宽、800 m长的煤柱，多回采煤量9．9万多t。

3 三种方法的对比分析

第一种、第二种可以说是形式不同，实质相同，就是在回采时将一条回风巷留下来作为下一个工作面运输巷使用，这样下一个工作面省去一条运输巷的掘进工作量。这两种方式，最好在基本顶板比较完好、坚硬的条件下使用，但施工时难易程度又有所差别。第一种方法砌墙进度受回采速度限制，且巷道内还必须有一套砼的运输、拌制、输送设备，占用空间大，工作量大，与回采交岔作业互相牵制影响，工作面除回采作业外，还同时有一套砌墙人员，这样不安全因素增大；第二种方法相对较为简单，但技术含量增大，恒阻大变形预应力锚索需要特制（现只有中国矿业大学〈北京〉有研究生产）打注时需特殊装备，且预裂技术也有一定难度，但相对工作强度较小、用人较少，对工作面回采进度牵制也较少，但后续工作量较大，如喷浆、拉底、维护等。而第三种方法则适宜于顶板较弱的条件（如F＜4～5），但初期工程量较大，前回采面的回风巷掘进断面较大，且砌墙工作必须在开始回采前完成。而相邻面必须重新掘进巷道，这样工程量较大，可能影响到工作面间接替问题。与前两种方法

相比，第三种方法对本面回采影响较小；而前两种方法对系统也有要求，最好为Y型通风，因为留巷后，巷道内如果不采用全负压通风，则在高瓦斯矿井，回采将无法进行。

4 结 论

以上三种方法，都是基于一次采全高的无煤柱回采方法，对上述三种方法的对比分析。可以看出，对于不同的地质条件，不同的采煤方法，不同的基本顶，不同的回采顺序等，是不能一概而论的。这里仅为同类条件矿井提供参考。随着科技进步，新设备、新工艺、新材料、新方法的运用，必将为资源更充分回收与利用提供更多的方法，创造更有效的途径。

［1］康红普，王金华，林 健．煤矿巷道锚杆支护应用实例分析［J］．岩石力学与工程学报，2010，29（4）：649-654．

［2］钱鸣高，石平五．矿山压力与岩层控制［M］．徐州：中国矿业大学出版社，2003：203-205．

［3］刘建功，赵庆彪．煤矿充填法采煤［M］．北京：煤炭工业出版社，2011：93-97．

Discussion on Three Kinds of Entry Retaining Ways for No Coal Pillar Mining

Bian Jun-qi

In order to improve the recovery rate of coal resources，minimize the loss of coal pillar，as far as possibly use no pillar mining technology for production．Based on the above purpose，in the exploitation of underground coal mine，wall strip layout working face way，removing or retaining of coal pillar between working face were discussed．Introduces the specific practices of three kinds of goaf side entry retaining（roadway driving）way，that is building walls to support retaining roadway method，constant resistance large deformation prestressed anchor cable entry retaining method and reserve goaf side entry driving method．And the characteristics of three kinds of different goaf side entry retaining（roadway driving）mode were contrasted and analyzed，so as to provide a reference for the various types of coal mine choosing different ways of adjusting measures to local conditions．

Recovery rates；No coal pillar；Goaf side entry retaining（roadway driving）；Comparison；Analysis；Use for reference

TD322+．3

B

1672-0652（2013）07-0054-03

2013-05-13

边俊奇（1970—），男，山西忻州人，2009年毕业于大同大学，工程师，主要从事煤矿生产技术管理工作（E-mail）812045202＠qq．com