急倾斜松软突出煤层沿空留巷技术推广应用

唐忠亮,黄 凯

(四川省华蓥山煤业股份有限公司李子垭南煤矿， 四川 广安市 638600)

急倾斜松软突出煤层沿空留巷技术推广应用

唐忠亮,黄 凯

(四川省华蓥山煤业股份有限公司李子垭南煤矿， 四川 广安市 638600)

针对李子垭南煤矿沿空留巷支护、煤层自燃等问题，提出了急倾斜松软煤层沿空留巷技术，并在5233工作面实施，介绍了该技术实施的工艺过程，并进行监控措施，形成了质量优良的机巷。采用固化技术有效控制巷道变形和采空区漏风，实现了“一巷两用”。

急倾斜；防灭火；沿空留巷

0 前 言

李子垭南煤矿生产接替紧张，为了解决沿空留巷支护、煤层自燃等技术问题，保障安全生产，提出了急倾斜高瓦斯突出松软煤层沿空留巷技术，即在5233机巷实施沿空留巷回采推进后，通过煤层加固稳定煤墩，加强巷道维护，兼作5235工作面的回风巷使用，不再新掘巷道，从而减少掘进巷道垮冒危险性，并减少了区段煤柱损失，确保正常接替，实现安全生产。

1 研究内容及技术方案

沿空留巷的基本理念是：将上区段的下平巷(一般为机巷)保存下来，用作下区段开采时的上平巷(一般为回风巷)。

李子垭南煤矿主采煤层为K1煤层。该煤层属于急倾斜松软突出煤层。煤层倾角在56°～78°之间，煤层厚度变化较大，在0.8～1.88 m之间，平均厚度为1.34 m。由于煤层倾角较大，故采用1.3 m的伪斜四边形柔性掩护支架采煤法。为了防止工作面矸石及煤体落入下平巷，在下平巷与工作面之间预留煤墩。在回采过程中，超前掘进溜煤眼，后方布置通风行人眼，行人眼与溜煤眼之间为煤墩。煤墩净宽3.4 m，高4 m。主要研究内容如下：

(1) 研究沿空留巷上帮煤层固化技术，有效控制巷道变形和防止采空区漏风，实现“一巷两用”。

(2) 实施巷道长度达到300 m，回采期间确保巷道能够正常使用，不发生煤层自然发火。

(3) 沿空留巷质量达到优良品，且不发生冒顶及重伤以上安全事故。

2 应用实施

2.1 实施工作面概况

5233工作面位于李子垭煤矿东翼523采区，煤层巷道标高+656～+710 m。地面对应位置在罗家氹至大窝氹一带，地形高低起伏 ，地面对应标高+1000～+1200 m，无建筑和河流。5231风巷标高为+710 m，机巷标高+656 m。5233工作面上部为5231工作面自然发火区(5231工作面于2010年3月4日发生自燃)，5233风巷为5231机巷进行沿空护巷所形成；5235风巷为5233机巷进行沿空护巷所形成；北面为5225工作面煤层薄化采空区，南面为煤层薄化区和井田边界。

5233工作面采用长壁式伪俯斜采煤法，柔性四边形掩护支架进行支护，工作面一次性采全高，区内后退式回采，采空区采用自然垮落法处理。工作面采用人工打眼，爆破落煤，人工攉煤，搪瓷溜槽溜至运输巷，皮带机转运至煤仓,单体支柱配合柔性掩护支架进行支护。如图1所示。

2.2 沿空留巷实施技术

(1) 5233工作面在回采前，必须在5233机、风巷石门施工一道防火门，防火门墙体厚度大于500 mm，风门厚度大于30 mm，所有管缆孔必须封堵严实，必须确保风门关上后严密不漏风；分别在机、风巷的防火门上安设一直径为100 mm的注氮管。管路铺设路线：注氮泵(523一级材料上山下车场)→523一级材料上山上车场→5233机巷石门→5233机巷→注氮点。

(2) 工作面超前加固不得小于20 m，下出口前10 m为双排，再前10 m为单排，必须打直，打牢。巷道压力较大、巷鼓时，采用钢梁、单体支柱进行掺料加固“一排两柱”。与机巷末端间隔20 m安装矿山压力计。

(3) 随着5233工作面的推进，机巷施工超前眼时，箍盘高度不得小于4 m。在工作面掩架回拆时，不得拆出箍盘木料、抓钉等。

图1 5233工作面示意图

图2 5233机巷眼子封堵

(4) 工作面回采推进中对推过行人眼封堵，防止气体漏入采空区。其封堵的方法及要求为：所有眼子内的盘料不进行回撤，在封堵眼子之前先预埋一根Φ50 mm钢管(注氮管)，要求其上端超出水泥砂浆条带300 mm，下端外露长度为300 mm;采用笆片排材等将眼子的下部挡住，铺设一层厚度大于300 mm的煤矸石，再铺设厚度大于1 m的水泥砂浆，水泥砂浆上部采用煤矸石填充，直至与眼子上口齐平;在5233工作面下出口回拆掩护支架前，洒上200 mm厚的生石灰后，铺设400 mm的水泥砂浆，并在其上部再铺洒厚度为200 mm的生石灰，两层生石灰和400 mm厚的水泥砂浆须形成条带，以封堵人行眼，减少新鲜风通过报废下煤眼中煤柱裂缝漏入采空区，如图2所示。

(5) 对工作面眼子封堵后，每间隔20 m用直径不小于150 mm的木支柱替换机巷内单体支柱。在替换单体支柱时，必须坚持“先支后回”的原则，即先支护好替换支柱，再进行更换。然后再对巷道进行全断面喷浆处理，喷浆配合比为水泥∶沙∶石子=1∶2∶2；其喷浆厚度不得小于100 mm，固化巷道与防止气体漏入采空区。

(6) 在5233机巷喷浆完成后，每隔50 m砌筑一道厚度为300 mm的密闭墙，并留观测孔，现用人行眼距最近一道密闭墙不得超过50 m。在5233工作面机巷由里向外铺设一根Φ100 mm的抽放管，密闭前留设一个三通闸阀，并将闸阀关闭，下一步恢复通风、启封密闭墙前先进行抽采，达到降低密闭墙内瓦斯及其有害气体的目的。

(7) 每班由采煤队跟班队长观察该巷道的变形，及时处理空帮漏顶，发现问题及时向调度室及矿领导汇报，请示处理。

2.3 监控措施

(1) 在5233工作面风巷回风石门距岔口处和5233工作面上隅角分别安设一个CO传感器，CO超过5 ppm时，超限报警，必须向5233采空区内注氮，待CO低至4 ppm后，方可停止注氮，实现连续监控。

(2) 通风队加强现场各类监控设备的检查与维护，发现问题必须立即处理。监控室加强对现场各类气体监测，发现异常情况必须立即汇报。

(3) 救护队每天在进行例行检查时，采用多参或CO检管对CO传感器进行校对一次，如CO传感器有偏差，则必须立即通知通风队进行更换。

(4) 通防科每周对切眼内的CH4、CO、T、CO2曲线作一次全面分析，每天作一小结，发现问题必须及时处理。

3 结 论

5233机巷实施急倾斜松软煤层沿空留巷技术，实施沿空留巷350 m，工程质量优良，采用固化技术有效控制巷道变形和采空区漏风，实现了“一巷两用”。无煤层自然发火现象、未发生过冒顶及重伤安全事故，达到研究目标,取得了技术上可行、安全上可靠、布置上合理的效果。为急倾斜松软突出、自燃煤层的安全开采提供了一条新的途径。

[1]石永奎.急倾斜松软突出煤层沿空留巷技术[D].西安：西安科技大学，2012.

[2]董柏林.太平矿急倾斜煤层回采巷道破坏机理与支护研究[D].西安：西安科技术大学，2006.

[3]李栖凤.急倾斜煤层开采[M].北京：煤炭工业出版社，1984.

2015￣01￣16)

唐忠亮(1975-)，男，重庆合川人，采矿工程师，本科，主要从事煤矿采掘技术管理工作，Email:365159645@qq.com。