沿空留巷技術在煤礦開采中的應用

韓鐵良

摘 要： 隨著我國經濟實力不斷加強，我國煤礦開采行業獲得良好的發展。從井下開采實踐來看，在煤礦綜采過程中，通過選擇使用沿空留巷技術，能夠有效降低巷道開掘數量，降低巷道開采成本，同時，由于沒有留設保護煤柱，煤炭整體開采率相對較高。

關鍵詞： 沿空留巷技術;煤礦開采;應用

【中圖分類號】TU745.4 【文獻標識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.25.176

引言：在我國經濟實力逐漸壯大，科學技術不斷創新的今天，為了提升煤炭資源的回采率，提高煤礦掘進效率，很多煤礦采用了沿空留巷技術，也稱為無煤巷技術。沿空留巷技術經過多年的發展和應用，施工技術已經相當成熟。但是，受一些支護因素的影響，沿空留巷的巷道變形嚴重，無法保證煤層后續開采的正常使用。因此，必須采用合適的支護技術來解決沿空巷道的變形問題。

1 沿空留巷施工工藝

因為目前我國剛剛從薄煤層的開采轉到厚煤層的開采，從緩傾斜煤層的開采到急傾斜煤層的開采，因而對于深層煤礦開采上不是非常熟悉，在這方面的技術和經驗都遠遠比不上西方發達國家，尤其是沿空留巷技術的應用商都不是特別嫻熟。然而在一些淺層煤礦早已經采空的地區，沿空留巷技術倒是得到了提早的應用，為我國其他煤礦企業做出了榜樣。盡管在今天看來，他們在沿空留巷開采技術上的應用非常粗糙但是作為先驅者，他們客觀上為我們提供了寶貴的經驗和教訓。盡管在近幾十年的不斷發展中，我國在煤礦開采上面取得了非?？上驳某删?，在沿空留巷技術上的應用上面也收獲了相當寶貴的經驗和成功案例，但是我們應當充分認識到，這項前沿技術并沒有真正地發揮其作用，并沒有達到預期的效果。這項技術仍然存在著一定的技術瓶頸未能得到解決，依然限制著行業發展。

2 改善沿空留巷技術的措施

2.1 支架技術效果差

我們國家現有的煤礦開采產業，在初期大部分運用的是支架保護技術來增強井下巷道的牢固程度，從而提升巷道的穩固度，保證煤礦開采過程的安全。然而，在實際工作中我們發現，支架技術僅僅適合比較淺的礦井，當礦井加深之后，支架的承受能力就會隨之增大，穩固程度得不到保證。同時因為大型的礦井都要在井下巷道安裝很多支架，一方面給施工帶來困難，另一方面也給礦井開采帶來隱患。同時，隨著科技的不斷進步，普通的支架技術在作業過程中的種種弊端就顯露出來，不再符合新時代生產的需求。

2.2 支護方式不穩定

以沿留空巷技術為基礎，采用巷幫填充支護方式進行頂板結構的支護操作，該方式具備很強的靈活性，在很多煤礦企業都有著非常不錯的應用。但是在實際應用過程中，由于煤礦開采環境的變化過程相對復雜，因此在利用該技術進行支護時，所需要承受的壓強值一直處于動態變化的過程，整個煤礦頂板材料的承壓能力較大，在長期受壓的情況下，很容易出現頂板結構失穩的情況。部分企業所使用的填充材料綜合強度較差，這也增加了安全事故的發生幾率。

2.3 沿空留巷技術中關鍵問題

應用沿空留巷技術，關鍵是要克服礦山壓力顯現問題，需要根據礦山壓力和沿空巷道的礦山壓力特點選擇合適的支護方式。沿空留巷的礦山壓力來源于上部頂板，因此，重點是對巷道的頂板進行支護，并要保證支護的形式和支護強度達到相關標準。為了對支護進行合理的設計，需要分析留下來的巷道頂板上的礦山壓力以及顯現規律。對于巷道的頂板而言，需要承受較大的礦山壓力，一方面，要承受巖石自重引起的壓力;另一方面，要承受煤層開采過程中的超前支承壓力。沿空巷道的礦山壓力具有不同于其他巷道的特點，巷道內的礦山壓力在某種程度上是時間和空間的函數。當工作面靠近巷道時，巷道的壓力會明顯增加且處于一個動態變化的過程中;當工作面遠離巷道時，巷道的壓力會急劇降低并趨于穩定。

3 加強沿空留巷技術應用的措施

3.1 采用合適的支護方式加強支護

沿空留巷技術成功應用的關鍵在于采用加強支護將巷道保留下來，主要是使巷道在2次采動應力下不被破壞。這就要求采用的加強支護具有較高的支護強度。一般選用特制的錨桿和梯形鋼帶進行加強支護?？紤]到回采過程中巷道承受動壓的作用變形嚴重，采用的支架承受較大的礦山壓力，所以，在回采時超前支護的距離要更遠且支護強度更大。在超前支護時，對于沿空留巷的巷道，采用的單立柱的支護密度應該是平時的2倍以上。與此同時，考慮到巷道頂板在動壓的作用下會破碎，支護時一定要在頂板鋪設金屬網來保證巷道的安全。采用充填支護進行沿空留巷支護時，一定要控制施工效率和經濟成本。充填時，需要考慮到充填體成型的強度和時間。若充填材料在成型前未達到理想的支護強度，則容易導致巷道嚴重變形，沿空留巷失敗。由于充填材料的成本普遍較高，為了控制成本，一定要提前確定采空區的充填寬度。

3.2 提高巷道的綜合強度

通過提高巷道的綜合強度，可以提高巷道結構使用的安全性，為后續開采活動的順利開展奠定基礎。在具體的應用過程中，可以適當增加混凝土石墻結構，借助混凝土石墻本身的綜合強度與韌性來提升大整個巷道結構的穩定性。在具體的應用過程中，需要沿著預留巷道來完成混凝土支護結構的使用，同時還需要對目前煤礦開采進度進行了解，結合具體的情況來適當調整石墻結構的相關參數，如厚度、高度、強度等，從而提高結構的支護效果，降低頂板結構下沉情況的發生幾率。

3.3 降低沿空留巷技術的成本

雖然沿空留巷技術有很大的技術優勢，但還是需要考慮這項技術的施工成本，畢竟經濟效益也是十分重要的。在很多情況下，沿空留巷所用的支護材料以及后期維護量要高于普通巷道，這點是需要注意的。如果采出的煤柱不能抵消這部分成本，則沿空留巷實際上是不經濟的。特別是在深部開采時，礦山壓力越來越大，沿空留巷所需的支護成本也越來越高。這也是后期需要關注的內容之一。

結語：綜上分析，在井下開采的過程中，通過使用沿空留巷技術能夠較好的提升煤炭資源的采出率，也在很大程度上降低了井下開采成本。但是從具體開采情況來看，在很多方面還有著較大的提升空間，因此，這就需要煤礦企業全面結合巷道所處實際特點，采取針對性的措施，全面提升沿空留巷的整體應用水平。

參考文獻

[1] 蘇博.沿空留巷技術在煤礦開采中的應用[J].石化技術，2020，27（1）：248.

[2] 殷曉磊.沿空留巷技術在煤礦開采中的應用[J].石化技術，2020，27（1）：265-266.