煤矿企业沿空留巷应用技术探析

陈杰

摘 要：当前，矿务集团企业在运用沿空留巷技术时，实现了少掘巷道、预防瓦斯事故的双重效果。特别是煤矿企业在沿空留巷应用技术中，实现了材料更新，充填实现了煤与瓦斯同采。文章以矿务集团开展沿空留巷应用技术为例，对煤矿企业沿空留巷应用技术进行分析，以期能对行业的发展有所帮助。

关键词：高应力区;瓦斯爆炸;实施方案;无煤柱开采

中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2020）08-0021-02

矿务集团企业采用沿空留巷技术具有广泛意义，该应用技术具有少掘巷道、预防瓦斯事故等特点，这不仅对煤矿企业安全生产意义重大，也会缓和安全与采掘的关系。目前，煤矿企业面临的现实是煤矿有薄煤层、有厚煤层，有缓倾斜煤层、有急倾斜煤层，运用沿空留巷技术开采各类型煤层，都取得了成功。沿空留巷技术研究在一些矿务集团企业应用中取得良好的成果，因此，煤矿企业在高水高效充填技术中应用这一技术，该方法的最大优点是充填范围大、适应性广、施工机械化程度高。沿空留巷无煤柱开采技术在一些煤矿企业应用中取得良好的成果，这种沿着采空区边缘在原顺槽位置保留巷技术可以最大限度回收资源，避免煤体损失。

1 沿空留巷无煤柱开采技术特点分析

沿空留巷技术在应用过程中，如果巷道内使用钢模板，就会影响施工质量。从顶板宏观表现，煤层开采后采空顶板的活动跟支护状况有关，不同支撑强度使得顶板形成不同形式的垮落，这一过程决定于支护方式和支护强度。作为沿空留巷的最为关键的内容，是研究支撑隔离带上部顶板的矿压特征，以确定合理的支护形式和支护强度。沿空留巷时在端头支架后方沿顺槽推进方向实现无煤柱回采，及时施工采取混凝土柔膜砼墙等措施，保证支护可靠、顶帮安全，有效防止矸石掉落等伤人现象发生。

经过科研人员的不懈努力与探索，走出了一条适合矿井实际的绿色可持续发展之路，打造成为中国煤矿石膏体充填开采的标杆企业。泵送充填沿空留巷工艺采用石膏体充填留巷，留巷宽度3.0m，充填墙宽度7.5m～8m，高度为巷高。回采工艺采煤机割煤（装煤），刮板运输机运煤，移液压支架，推移运输机，护巷充填区域打设单体液压支柱（挂金属网），按此方法回采4刀至8刀，护巷区域充填。充填方式及配比：运顺留巷采用石膏体充填法管理顶板。充填循环进度2.4m～4.2m。根据地质及开采技术条件，充填期间采用充填工业泵加压充填，充填骨料主要为破碎的煤矸石[1]。

在运用沿空留巷技术过程中，沿空留巷技术应用团队要从方案设计、资金投入、设备配置、支护材料选择、施工工艺等方面进行深入论证，积极与科研院所合作，向兄弟单位取经，保证老母坡煤业的沿空留巷工艺在技术上可行，在方案上合理，在实施上严密。并从健全制度入手，根据集团公司有关规定，结合矿井地质条件，制定了预裂爆破标准、单体柱打设标准、留巷标准等一系列规章制度，建立起设计施工、验收等完善的技术体系，并严格落实，保证了各项措施、要求到位。但实际操作过程中，沿空留巷技术应用还会出现百密一疏的现象，当理论运用于实践时，必然会出现种种难题。矿务集团在实施沿空留巷初期，矿井开采的煤层属薄煤层、中厚煤层，且为近距离煤层联合布置交替开采，巷道掘进岩性为半煤岩巷和岩巷，巷道掘进效率低、成本高，采掘接替尤为紧张。

面对一系列问题，矿务集团的科研人员要在充分分析矿井顶底板岩性和采掘工作面矿压显现规律的基础上，引进无墙体沿空留巷支护技术，并针对不同煤层受到上方煤层的重复采动影响，矿井压力显现重复叠加、矿压规律难以掌握、留巷围岩控制效果不理想等重点难点，不断优化沿空留巷支护设计和巷旁支护技术方案，改善留巷围岩控制效果，集成创新近距煤层无墙体沿空留巷关键技术，成功解决上覆岩层重复采动条件下如何实现沿空留巷的问题。为提高浆体的凝固能力，沿空留巷充填时，按测量中心打设单体支柱并挂挡浆篷布，确保留巷成线，挡浆前将运顺侧挡浆单体液压支柱至空区1.0m范围，清至煤层底板。

2 构建沿空留巷技术应用体系、做好煤企放心工程

矿务集团公司为了确保沿空留巷工作的正常进行，煤业要坚持每天都组织技术骨干对沿空留巷中出现的各种问题进行协调解决，检查顶板是否稳定，单体柱有没有损坏，底鼓严重不严重，有没有需要处理的问题等等，一系列信息都要反映到每日台账和报表上，落实到实际行动上。为了促进沿空留巷工作开展，矿务集团企业应出台井巷工程质量管理办法，优化完善沿空留巷管理制度，在班组与班组、员工与员工之間开展劳动竞赛等。环环相扣，力求调动每名职工的工作积极性，保证每道工序的工程质量达标，确保每一项工作都扎实有效。

矿务集团企业要有坚定不移的信念、科学高效的举措，不折不扣地落实沿空留巷技术应用体系。要在重合力的助推之下，开展全矿井近距煤层无煤柱协调开采技术体系建设，做好切眼留巷和切顶泄压技术创新，要确保实施复合型较软顶底板条件下的沿空留巷技术应用。当前矿务集团采用的沿空留巷应用技术，相比传统沿空留巷方式，既先进又安全，对预防瓦斯效果更佳。通过应用沿空留巷支护新技术后，进一步提高了巷道两帮稳定性和安全性，巷道安全系数大大提高[2]。

沿空留巷做法是一种无煤柱开采技术，具有广泛的现实意义和深远的战略意义。采用一定的技术手段将上一区段的顺槽重新支护留给下一区段使用。这种留巷的做法沿着采空区边缘在原顺槽位置保留，故称为沿空留巷。可以最大限度地回收资源，减少巷道掘进量，降低掘进成本。矿务集团公司在开始单巷掘进过程中，因工艺及巷道参数突然改变，给现场组织及安全生产带来较大挑战。如通风问题、连掘设备的调机、除尘风机的安设位置、工作面装载机的使用、单巷辅助运输的管理、材料码放的选址等等。

矿务集团要随时组织业务部门及相关技术人员及时进行危险源辨识，重新编制作业规程，并制定“一通三防”、辅助运输、移动设备运行等多项安全技术措施，现场严格执行，确保安全掘进。同时，现场完成了大量改进工作。如调用连运钢性架做平台，安设除尘风机、井下集控及码放材料，由破碎机拉运的方式进行掘进;采用局部通风机正压通风，将局部通风机安设在全风压处，风机由以前的2×18.5kw改为2×45kw风机，风筒由以前的直径为800mm风筒改为1000mm风筒，随着巷道前进及时延伸风筒。装载机清理浮煤的过程中，密切注意尾气检测等手段，有力保证了单巷掘进安全。一盘区剩余综采接续工作面均以沿空留巷的方式回采，沿空留巷接续面掘进，也将为今后煤矿单巷掘进积累经验。

3 推行智能化开采体系、全面推进沿空留巷技术应用

矿务集团企业要全面开展智能化综采工作面建设，要把智能化综采工作面的建设作為重中之重来抓，坚定信心克服各种困难。要有整体设计和解决方案，结合自身实际，加大技术研发与设备升级改造，切实提高矿井智能化、信息化水平。同时要加强学习，注重人才培养，加强理论学习和实践学习，培养固定的管理团队、固定的操作人员来解决棘手问题。开展智能化综采工作面建设，要以“装备优、用人少、效率高、效益好、安全有保障”为目标，用足非常之力，坚守恒久之功，稳步推进智能化综采工作面建设各项工作[3]。

实现沿空留巷应用技术，采煤机司机上班再也不需要到暗黑的工作面亲自操控割煤机进行作业，采煤机司机要去的工作地点变成智能工作面后，由地面集控中心操控。采运时只需一键启动，打开记忆截割，其就能按照电脑设定的程序自动割煤，井下采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机、皮带输送机自动“逆煤流起动、顺煤流停止”，全流程自动化作业。从井下上到地面以后，又干净又明亮又舒适，渴了能喝水，饿了能吃饭，跟以前在井下比，简直是天壤之别。

沿空留巷应用技术实施智能化，每天一个原班的割煤量在八刀以上，各个环节的运行都非常稳定。同时，该智能化综采工作面首次将采煤机惯导系统成功应用于工作面调直系统，将“平直”改为“斜直”，真正实现在大落差两端头绝对距离差距大的工作面自动调直。该矿与汾西矿业设备修造厂合作研制的戗柱式自移设备列车机头，首次成功应用于高度3m以下的巷道，实现了现场遥控控制。

沿空留巷应用技术通过智能化综采，使用工转破一体机、智能高端乳化液泵站、滑移式超前支架、切顶端头支架等国内先进设备，同时工作面实现4G网络全覆盖。目前已完成了工作面主体设备安装并进行单机调试运行，现正在进行通讯系统联接。实施智能化开采，通过远程单机启停、一键启停操作，实现了顺槽集控中心对采煤机的远程控制;实现了地面及顺槽集控中心对液压支架的操作及工况、姿态监测。

4 结语

综上所述，煤矿企业科研人员采用技术隔墙方法，开采工程时，矿企只要在井下生产采区建立充填站，就能够利用地面矸石山煤矸石作为充填骨料，在地面通过立管（直径500mm）将矸石输送至井下，然后通过胶带输送机将矸石分运到各采区矸石仓，经采区矸石仓储存缓冲后转运矸石至采区充填站，按比例加入水泥和水进行搅拌，最后利用工业充填泵通过管道输送高浓度石膏体至采空区内。使用沿空留巷挡矸支架设备，并对端头液压支架进行改造，以实现沿空留巷开采需求配套生产，从而高效高质地完成沿空留巷开采的艰巨任务。

参考文献

[1] 赵子辉，常林.沿空留巷技术的发展与应用[J].江西煤炭科技，2015，000（003）：72-74.

[2] 王奇.沿空留巷工艺技术在煤矿开采中的应用探讨[J].石化技术，2019，026（003）：251-252.

[3] 牛磊.高瓦斯工作面沿空留巷技术研究[J].内蒙古石油化工，2020（04）：90-91.