胡云忠
山东省田庄煤矿有限公司 山东 济宁 272103
摘要：煤炭是中国国民经济发展依赖的重要能源，也是中国主要的能源之一，随着煤矿开采技术的不断发展，沿空留巷技术在煤矿开采中的应用越来越普遍，本文进一步分析了煤矿沿空留巷技术，以供同仁参考借鉴。
关键词：煤矿；沿空留巷；技术发展
一、沿空留巷技术概述
在现阶段的巷道支护中，沿空巷道较为先进，多应用于煤矿巷道的无煤柱开采中，包括沿空掘巷和沿空留巷两种。沿空留巷技术就是沿着采空区的边缘在原巷道位置进行保留，采用一定的技术手段对采煤工作面后沿采空区边缘维护原回采巷道。沿空留巷技术对传统采矿中保安煤柱进行回收，并将上一区段的巷道重新支护，供下一区段使用，在最大限度回收资源的同时，降低了煤体的损失率。由于其拥有较高的利用价值，国内外关于沿空留巷技术在煤矿开采中应用的相关研究也在不断开展，目前已经取得相应成效。
二、煤矿沿空留巷技术发展及研究现状
2.1支架不能够满足使用需求
传统的煤炭开采工艺中主要是通过支架保护的形式，来提升井下巷道的坚固性，这对于提升井下安全系数起到了良好的效果，我国现今阶段的煤炭开采过程中也主要是采用这种方式。支架形式的保护措施只适合在一些埋藏比较浅的矿井使用，因为这样就不会对支架产生过大的地压，而且埋藏较浅的矿井中瓦斯的含量也是比较低的，开采比较容易进行，但是这类方法并不适用于大型的矿井，因为大型矿井具有高压力、高瓦斯等对支架性能要求比较高的外界影响，而且通过支架进行保护对于支架的需求量也比较大，所以说支架不能够满足大型矿井的开采要求。
2.2煤矸石堆法效率低
由于煤矸石堆法成本低、操作便捷，在煤矿企业进行矿井顶板支撑时被广泛应用，但是煤矸石堆法对煤矿矿井的隔离稳定性不够，在开采的过程中会出现顶板下沉的现象，不能满足安全要求，同时也降低了煤炭开采的效率。从另一方面来说，煤矸石堆法存在一定技术上的滞后性，在开采过程中对人力资源消耗较大。但由于其成本较低，目前在我国煤矿开采中的使用范围仍然较广，对我国煤炭事业的健康发展不利。
2.2支护方式稳定性不足
现阶段，我国大部分煤矿企业在煤矿开采过程中所采用的矿井巷道支护方式为巷帮充填体支护法，此种支护方式的优点是能够获取较大的支护范围，但是其所应用的支护材料普遍存在强度低的特征，难以充分的起到对煤矿矿井顶板支撑的作用，从而无法确保煤矿开采期间的安全稳定性。
三、提高煤矿沿空留巷技术的有效措施
3.1 加强支护措施
第一，做到提前支护。在沿空巷道进行支护的过程中，由于矿井顶板与混凝土石墙连接部位会出现一系列的衔接问题，此时要为其实施提前支护，一般选择具有较大强度的螺纹锚杆及梯形钢带来对其进行支护。在进行煤矿开采阶段，巷道的宽度会由于开采作用越变越窄，同时支架可能会出现变形的情况，当变形较为严重时，支架甚至会被折断，此时就需要适当提高后方动压区支架的强度。同时，在煤矿开采阶段，临时支护结构也可以发挥一定的支护效果，其一般是由钢梁棚或者单柱体组成，在采煤工作面向前移动时，还需要按照要求对其进行提前支护处理。第二，强化顶板支护作用。巷道受到顶板下沉的影响后会越变越窄，因此对顶板支护进行加强具有重要的现实意义。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通常可以将顶板支护划分为三大类：其一，设置锚索，对巷道使用锚网支护，以此提高顶板支护效果，同时还可以加设钢带对锚网支护给予辅助；其二，设置梯形棚支护，在梯形棚中准备替代棚，并按照要求对支护结构进行浇筑，其与混凝土浇筑的工艺相似；其三，浇筑混凝土，在浇筑矿井中的混凝土石墙之前，需要保留面积足够大的空间，对开采区巷道和顶板利用金属网和混凝土石墙进行支护，通常而言，浇筑混凝土石墙的厚度大约为 1.5 m。
3.2通过混凝土使煤矿巷道力度加强
通过增加保护点与混凝土石墙在回采煤炭工作面中的数量，使矿井中顶板下沉情况发生的概率得到有效地控制，提高巷道整体的稳固性。通常情况下，混凝土本身具有韧性好、硬度大以及强度高等优点，进而承载能力强大，因此通常被广泛使用于建筑施工行业中。可将混凝土应用到煤矿开采过程中，不仅可以有效提高巷道的承载力，还可以确保煤矿开采的安全、持续。在煤矿开采过程中，一般会选择石墙构造的混凝土，在不断开采煤矿的进程中，混凝土石墙也应随之调整，即逐渐加深煤矿开采深度的同时，还需要适当的延长混凝土石墙的长度。同时，由于混凝土石墙倾斜过程中会产生非常大的压力，这就需要在煤层与混凝土石墙的接触部位按照要求设置一定规格的木桩，从而起到一定的支护效果，进一步加强混凝土石墙的支护力度，使矿井内顶板下沉状况得到有效的改善。
3.3 进一步完善事故安全预防措施
第一，在煤矿开采时，煤层中会外溢出各类有害瓦斯气体。瓦斯爆炸是一种具有较大危害的安全事故，对相关作业人员的人身安全具有严重的威胁。所以，应该在开采现场完善各项管理措施，对瓦斯爆炸起到良好的预防效果及科学的控制，一旦这种现象发生时，可以做到及时地应对与处理。除此之外，相关的工作人员应当定期检测瓦斯和煤炭的各项参数，并建立规范的煤矿通风系统，保证科学合理的通风量，防止串联通风的现象发生。在煤矿开采的管理方面，管理人员需要制定出科学合理的管理规定，有计划地展开煤层间瓦斯地质的检测工作，大致掌握瓦斯的分布位置，同时对煤矿开采和瓦斯预防之间展开区别管理。利用各种各样的防治手段，使瓦斯爆炸开采煤矿过程中的可能性得到有效地控制。第二，通风系统的管理工作。在浇筑矿井巷道阶段，需要按照要求设置通风系统，相邻抽放钢管间的距离最好控制在 10 m，将采空区域与抽放瓦斯的装置相连接，使气体具有更好的流通效果，同时还需要对煤层中泄漏出来的瓦斯进行及时排放，使瓦斯浓度维持在合理的范围内，防止由于瓦斯浓度过高而导致爆炸。与此同时，在整个通风系统中，主干道与通风管间要配备独立的开关，在对瓦斯各项参数进行检测的过程中，要满足瓦斯浓度动态控制的要求。该过程中最好把“预防为主”思想深入到每一位相关工作人员的脑海中，使他们认识到科学合理的通风管道设计的重要性，有效地降低瓦斯爆炸的可能性。
3.4 选择合适的留空方案，做好瓦斯安全防护
瓦斯爆炸是可怕的煤矿开采灾难之一，为了避免出现爆炸危险，在开采过程中，还应当做好瓦斯火灾的防护措施。煤矿企业在实际开采过程中，应当结合自身情况选取最合适的开采空留方案，综合而言，空留方案应当具备以下几个方面：（1）结合矿井瓦斯安全防护需求进行方案选择。一般进行墙体浇筑时，通常每隔15米都会在紧挨顶板处预埋4寸长的抽放钢管，钢管一头连接顺槽瓦斯抽放管路，另一头连接采空区。钢管和主管路连接处可加上控制阀门，外端的抽放钢管用来解决支模地段的瓦斯，因此可以不用连接主抽放管；（2）考虑火灾灭火需求进行方案选择。混凝土墙底板800毫米处，每隔10米需预埋加阀门的注浆管，确保开采过程中不会出现漏风漏气的现场。现场需有人员每天进行抽放管内气体浓度、成分的抽查，一旦发现抽放管内一氧化碳气体浓度过高，应当及时汇报并采取有效措施。
结束语
作为新时期背景下的煤矿企业，应针对矿井实际作业中出现的一些问题，通过构筑混凝土石墙和护墙点、确保沿空巷道的提前支护以及精心确定留空方案加强对瓦斯、火灾的防护等措施提高沿空留巷技术应用水平，从而在实现煤矿企业经济效益的同时，促进煤矿企业高效有序的运转和发展。
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[3]石建军，等．沿空留巷顶板断裂位置分析及支护技术[J].煤炭科学技术，2013，41( 7) : 35－37，42．
论文作者:胡云忠
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/5
标签：煤矿论文; 巷道论文; 瓦斯论文; 顶板论文; 矿井论文; 混凝土论文; 石墙论文; 《防护工程》2018年第25期论文;