新兴煤矿沿空护巷的特点与研究

吴绍贵，杜 平，张立新，周明杰，郑树良

（七台河职业学院，黑龙江 七台河 154600）



新兴煤矿沿空护巷的特点与研究

吴绍贵，杜 平，张立新，周明杰，郑树良

（七台河职业学院，黑龙江 七台河 154600）

摘要：为了促进新兴煤矿和煤矿沿空护巷工作的进一步开展，对新兴煤矿沿空护巷取得的成就、地质条件、开拓方式和开采规模进行概述，再根据护巷历史发展的不同特点，把沿空护巷划分为4个不同阶段，并对每一阶段的护巷特点做介绍。并对当前正在进行的阶段，提出了“石”墙加固的最佳方法和不同煤厚“石”墙的最佳宽度。

关键词：沿空留巷；码石墙；锚索；煤渣水泥

七煤集团公司新兴煤矿采用沿空留巷历史达35年，采出煤柱386万t，延长了矿井年限，避免了资源浪费，经济和社会效益显著。

1　新兴煤矿概况

七台河煤田是国家保护性开采的3大稀有煤田之一，新兴煤矿始建于1958年，目前是该矿区第1大矿，年生产能力190万t。该矿煤层南倾单斜，倾角20°～35°，可采10层煤，煤厚0.7～2.2m，属1/3焦煤，煤质好，煤层顶底板岩性中硬。

该矿有5个采区，共20个掘进面，半煤岩巷主要采用风钻打眼破底板掘进。采煤面共有7个，绝大部分已采到3水平上两个区段，采深450～620m。采用走向长壁后退式普采或综采，顺槽沿空留巷。

2　该矿沿空留巷发展历史和特点

新兴煤矿从70年代末使用沿空留巷工艺，随着地压增大和技术进步，护巷手段不断更新，根据支护特点的不同，可分为4个发展阶段。

2.1第1阶段：码石墙+锚杆+架木棚

该阶段是1980——2000年，采标高-115以上煤层，地压不太明显。施工方法是在巷道上帮留0.5～1.0m宽岩台，码4.5m宽石墙。墙面在巷道侧铅垂，空区侧垂直顶底板，呈上窄下宽结构。墙体用空区矸石压缝砌筑，围墙1m宽，中间填碎矸石馅。巷道顶板采用1.6m× φ16mm倒楔锚杆或面接触麻花头+快硬水泥药卷锚杆支护。采后备架设每1m设一架亲口木棚护顶。

优点：矸石就地取材，取消了区段煤柱。

缺点：取矸量大危险，需在空区侧打支护、挑顶、砸大块。矸石有间隙压缩率高，锚杆弱托顶面积也小。巷道复用时，冒落严重，维修成本高，安全问题突出。

2.2第2阶段：煤矸渣水泥浇筑矸石墙+锚杆

该阶段是2000年——2010年，此时采深加大，地压明显。施工方法是石墙上宽缩至1.5～2.5m（煤薄取下限），用煤矸渣水泥按体积比5:1搅拌，浇铸矸石缝。贴石墙每隔1m打一颗戴帽单体外柱，动压过后用木柱代替。巷道顶板支护则用树脂预应力螺纹钢筋锚杆，杆长不变，杆径φ18mm。巷道上帮岩台高度超过1.5m，沿巷道每1～2m打锁帮锚杆。采后木棚重点是加强帮顶破碎地段支护。

优点：采用煤渣水泥，提高了石墙抗压强度和刚度，减少了顶板下沉离层。墙宽缩窄，极大地减少了人工取矸砌墙的工作量，也减少了伤亡。锚杆锚固长度加长，杆径加粗，有预应力，提高了顶板稳固性，减少了木棚支护，节约了木材。

缺点：沿空巷道处在空区边缘，顶板离层较深，锚杆长度有限，护顶能力仍有限，巷道太宽或有地质构造区域，仍有顶板下沉和冒落，没有完全取消木支护。

2.3第3阶段：架木合浇筑煤矸渣水泥墙+锚杆配钢

带+锚索配大铁盘

该阶段是2010——2012年。施工方法是支设木合子浇灌煤渣水泥墙体，所筑“石”墙，上宽缩至1.0～2.0m，煤渣与水泥体积比为3:1，标号达100#。巷道顶板采用预应力树脂锚杆配“W”型钢带支护。沿空巷超前采面30m打铁托板的锚索，既起到采面下口超前支护作用，又加强了采后巷支护，锚索双排，锚深5m，排距1m，间距2m。铁托板为25cm正方形，厚8mm，彻底取消木支护。

优点：不再到空区取矸，避免了危险笨重作业。煤渣就地取材，煤渣拌水泥凝固后，压缩率小，抗压强度、刚度高。

缺点：多了制作和支设木合子工序，浇筑易跑浆。人工拌料、倒货，不方便，顶板破碎地点，锚杆锚索仍有失效。

2.4第4阶段：煤渣拌水泥灌编织袋码墙+锚杆配钢带+锚索配“U”型钢梁+破碎地点挂网

该阶段为2012年至今。方法是取消木合子，用水和煤渣水泥，装半编织袋彻墙。煤渣水泥体积比4:1。袋内料要均开，垂直巷向平放，压茬砌，墙上宽1.0～2.0m。用“U”型钢梁替代了锚索铁托板，锚索在巷道顶板的全宽范围内均布3排，靠下帮2排采取1梁2锚，上帮的第3排距墙1.2m，锚索配顺巷向1m长短梁。岩台立帮用2.5m长锚索配铁托板加固。巷道不完整的顶板，锚杆和锚索梁上挂铁丝网。

优点：没有了制作支设木合子的麻烦；成袋的煤渣水泥柔软，搬运和砌筑十分方便；编织物本身有抗拉强度，砌在墙体内，提高了墙体受压抗胀性。

缺点：以煤渣砌筑，有些浪费资源，没实现机械化搅拌砌筑。

实践证明，当前第4阶段的护巷工艺，效果最好，它既平衡了采深，减小了地压大增的不利，又克服了危险和笨重作业。

3　第4阶段“石”墙的进一步完善

分析表中规律可知，编织袋“石”墙可采取如下宽度：1.0m以下煤层，“石”墙上宽1.0～1.2m。1.0～1.6m煤层，“石”墙上宽1.5～1.7m。1.7～2.3m煤层，“石”墙上宽1.8～2.2m。

表 新兴矿各采面“石”墙状况调查Tab.Stone wall condition survey of each mining face in new coal mining

4　后发展设想

第一，改变第4阶段“石”墙用料，可用炉渣、废沙代替煤渣。第二，采用高强度编织袋、柔韧性网片或铁制“一杆穿两帽”加固墙体。第三，采用机械化。研制可重复使用的快速支模封隙铁合子，进行机械化筑墙。

参考文献：

［1］吴志羲，汪景武，高文礼.煤矿矿井采矿设计［M］.北京：煤炭工业出版社，1991.

［2］ 邢福康，蔡坫，刘玉堂，等.煤矿支护手册［K］.北京：煤炭工业出版社，2009.

［3］于润仓.采矿工程师设计［M］.北京：冶金工业出版社，2009.

［4］袁和生.煤矿巷道锚杆支护技术［M］.北京：煤炭工业出版社，1997.

［5］康红普.煤巷锚杆支护理论与成套技术［M］.北京：煤炭工业出版社，2007.

Characteristics and research of new coal mining sublevel roadway protection

WU Shao-gui,DU Ping,ZHANG Li-xin,ZHOU Ming-jie,ZHENG Shu-liang
(Qitaihe Vocational College,Qitaihe 154600,China)

Abstract:In order to promote the further work of new coal mining and sublevel roadway protection,this paper outlined achievements,geological conditions,exploiting manner and mining scale of new coal mining sublevel roadway protection,according to its different characteristics in historical development,divided it into four different stages,and made presentation of characteristics in each stage.And proposed the best way to achieve stone wall reinforcement and optimal width of different thickness of stone wall.

Key words:Gob-side entry retaining;Stone wall;Anchor;Cinder cement

中图分类号：TD353

文献标志码：A

文章编号：1674-8646（2016）08-0024-02

收稿日期：：2016-01-14

作者简介：吴绍贵（1966-），男，黑龙江七台河人，高级工程师，主要从事采矿工程技术与教学工作。