沿空留巷技术研究与应用

王博

摘 要：沿空留巷技术在我国的应用最早可以追溯到20世纪50年代，之后一直是煤矿开采的重要研究方向。按照沿空留巷的支护方式，我国沿空留巷技术到目前为止大致经历了各阶段的发展。我国将沿空留巷技术由薄煤层工作面推广到了厚煤层综放工作面。如大同煤矿集团雁崖煤业有限公司一综放工作面进行了综放大断面沿空留巷试验。所选巷道在支护时，巷内采用锚杆+锚索+喷浆联合支护，巷旁支护运用高水材料充填加上空间锚栓加固网技术，成果地将上一阶段的运输巷道留作下一阶段的回风巷道使用。

关键词：沿空留巷;支护;技术研究

一、项目目前的状况

近年来，采用切顶卸压留巷技术已进行了初步发展和研究，但根据矿井基本情况的不同，所选择的具体切顶卸压参数和支护参数等均不近相同，目前个别矿井已经实施该工艺，前期效果不错，但会快速的造成巷道变形，造成巷道不能继续使用，峰峰集团作为在留巷方面也做了很多研究和实验，万年矿实施过该技术，但到巷道需要二次利用时，已不能满足要求，需要进行扩整，我矿作为老矿井，资源面临枯竭，服务年限急剧下降，衔接极度紧张，为解决上述问题，无煤柱留巷技术是一项很好的解决对策，同时为进一步研究切顶卸压技术的可行性和适应性，我们大胆采用了该留巷技术，该技术目前已成功留巷500m，留巷工程已经結束，目前正在进行进一步的资料分析，找出优点，分析不足，为下一步的留巷提供宝贵的借鉴经验。

二、试验的过程与结果

（一）顶板预裂炮眼施工和预裂切缝试验

为保证留巷效果，减弱工作面回采过程中动压对留巷的影响，须对运煤巷留巷段进行切顶卸压处理，共计切顶500m。在运输巷中梯形断面切缝孔在顶板中线偏上帮2000mm，与铅垂线方向夹角为10°，向工作面方向倾斜，深度11000mm。爆破时，每个爆破钻孔安设5根聚能管，聚能管长度为1.5m，孔口聚能管长度1.3m，孔口封泥长度为3.7m，具体装药量及爆破方式根据现场试验效果确定。

（二）双向聚能管采用特制聚能管

特制聚能管外径为42mm，内径为36.5mm，管长1500mm。聚能爆破采用三级煤矿乳化炸药，采用炸药规格为直径Φ32×200mm/卷，爆破孔口采用炮泥封孔。具体装药参数需通过现场试验确定。

聚能管安装于爆破孔内，每孔5根，第五根聚能管靠近孔口方向截掉0.2m，经过多次试验得出结论，间隔装药优于单孔装药，连孔装药优于间隔装药，因此确定了采用连孔装药，孔内采用以下五种装药结构，经试验比较，确定了采用3+2+2+2+1的装药方式，爆破孔施工采用专业设备，采用炮泥封孔，封孔长度3.7m，采用远距离爆破方式起爆。

（三）切缝效果验证

切顶爆破后，对爆破区间内每5米使用内窥仪对爆破后爆破效果进行检验，并出具检验报告，根据检验报告得出，爆破效果良好。

采用3排32t恒阻大变形锚索，结合巷道原有支护形式和参数，恒阻大变形锚索垂直于顶板方向布置，共布设3列，第一列恒阻锚索在顶板巷道中线偏上帮1500mm，采用钢带两两联锁，间距800mm，锚索与巷道底板垂直;第二列位于巷道中线偏上帮0.3m位置打设，间距为1600mm，与巷道顶板垂直;第三列中线偏下帮1300mm位置布置，间距为1600mm，与巷道顶板垂直。

三、推广应用情况效益分析

目前在我矿已经留巷500m，经矿压观测和巷道收敛情况得知，该项目已达到预期效果，留巷成功，该项目得到峰峰集团及冀中能源领导的认可，并在今年10月16日召开了沿空留巷现场会，来学习经验，交流心得，目的在于宣传本项目的具体做法和成功经验，为下一步其他矿井的沿空留巷开辟了道路，提供了宝贵的借鉴经验。临近矿山企业及山西等多家矿山企业来我矿参观学习经验，计划推广该项目。

按照最初2165外块工作面布置方法，与相邻的2163采煤工作面之间至少留设5m保护煤柱。按留设5m保护煤柱，将浪费煤炭资源15750吨，该项目的实施，可多回收原煤15750吨，增加产值可达1500多万，新增利税1100多万，新增纯效益值820多万;避免掘进一条550m的煤巷，掘进工期为三个月，掘进成本单价为6000元/m，该项目可节省掘进费用330万元，同时，保证了采煤工作面的正常衔接。总之，通过推广使用“112163厚煤层综放工作面运煤巷切顶卸压沿空留巷技术”，保证了矿井有序衔接，延长了矿井寿命。社会效益上，提高了原煤回收率，实现了无煤柱开采，延长了矿井服务年限。

（一）经济效益分析报告

1.新技术、工艺的运用

创造经济效益=新增原煤产量×（吨煤售价-吨煤成本）×利润率-科研费用-材料成本和该项目人工成本。

=500×5×4.2×1.5×（1000-300）×75%/10000-465-（118+75）

≈826-465-193

=168万元

从留巷本身考虑，创造纯效益为168万元。

2.节约价值

沿空留巷项目的实施，可少掘进一条长度550m的煤巷，根据我矿目前煤巷掘进成本，可减少掘进支出550m×6000元/m=330万元。

3.综合性经济效益

综合考虑该项目从生产成本、创造产值、税收、有效节约成本的条件下，该项目可创造纯利润（168+330）万元=498万元。

可缩短巷道掘进工期3个月。

（二）社会效益

（1）该项目可实现无煤柱回采，提高原煤回收率，延长矿井服务年限。

（2）可减少掘进一条550m的煤巷，缩短工期3个月，解决了2165工作面衔接困难局面。

（3）减少掘进一条550m的煤巷，间接的降低了工人的劳动强度。

（4）该项目的实施，为我矿其它工作面的设计和布置提供了新的思路，同时又为临近矿井在沿空留巷方面开辟了先河，总结了经验，为下一步的推广使用做了巨大贡献。