黑龙江龙煤鸡西矿业有限责任公司杏花煤矿 黑龙江 158173
摘要：沿空留巷是在上区段工作面回采后，通过加强支护或采用其他有效地方法，将运输平巷保留下来，供下区段工作面开采时作为回风巷使用，其目的是使一条巷道可以得到两次利用，能够合理开发煤炭资源，提高煤炭回收率，改善巷道维护状况，降低巷道掘进率，有利于矿井安全生产和提高矿井经济效果。应用“支架—围岩”承载原理选择合理支护参数，根据采区斜巷沿倾斜矿压显现规律，通过对锚索、锚杆、石墙联合支护巷道的沿空留巷取得了安全生产和经济效益的成功，效果显著。
关键词：沿空留巷；支架—围岩；矿压显现规律。
概述
根据斜巷中矿压显现的规律，巷道内从煤体边缘向煤体深部可分为三个不同的矿压显现带(见图1)。根据支承压力沿煤层倾斜的显现规律可知，与采空区相邻的煤体边缘地区存在一个应力比原岩应力低的卸载带，当回采工作面采过，其卸载带仍能较稳定地长期保持。所以，在该区域巷道受压减轻，容易进行维护。
2 沿空留巷变形量预测
沿空留巷的围岩变形有其自身规律，所选择的支护形式的可缩量应当与其相配。沿空留巷的围岩变化主要由岩梁弯曲沉降和显著运动引起。巷道由上覆盖岩层运动发展到稳定的过程，巷道支架不可能对老顶的岩梁运动加以限制，只能限制直接顶的活动。因此，老顶运动的特征参数是预测留巷变形量的基础。岩梁弯曲下沉和显著运动过程中巷道变形量（见图2）
图2
3 留巷的作用
顶底板特征
该工作面采高2.7m，顶板属于Ⅱ级，周期压力步距为10—13m，初压步距为30—35m。
此留巷工程为下区段采煤工作面的回风巷，回采前运输平巷断面12.5m2，根据《煤矿安全规程》对专用排瓦斯巷的规定与现工作面风量分配情况，本工作面风量1100m?/min，回风巷内瓦斯浓度0.4%。在下区段采煤工作面中，留巷巷道经过简单维修后，可使用断面在8.5㎡左右，1100/(8.5×60)=2.15m/s＜2.5m/s。
4 沿空留巷方法
为保证沿空留巷在服务期内达到相对稳定状态，满足运输、通风及行人等要求，采用下述护巷方法：
4.1 超前工作面20m，在下巷锚杆托板上分别打两排DZ30—30/100型单体柱配HDJA—1200铰接顶梁支护顶板，从而加强维护工作面前方的采动影响区，保持顶板的完整性为采后留巷创造条件。
4.2 旁巷支护采用石墙护巷法，在距下巷上帮1.2m处码一道沿走向3m宽的石墙，靠石墙面打一排间距为1.0m的木顶子，目的是防止石墙塌落，增加石墙的稳定性。
4.3 使用单体柱做为尾巷内的临时支护，石墙砌完后在靠近石墙侧向顶板施工5.0米锚索，加强对巷道的支护，减少巷道受压变形量。
5 矿压观测显现规律
5.1 留巷后通过对顶底板移近量的观测可知，工作面前方岩层移动的影响范围为25m，越靠近煤壁，顶板下沉量越大，顶板剧烈活动区在工作面前方5m范围内，此处巷道煤壁片帮严重，顶板下沉量为60mm/d；工作面后方，由于受采动影响而形成的裂隙带急剧沉降，巷道顶板下沉量及下沉速度明显比工作面前方的值大，约为前方的5倍。
总之，顶底板移近量主要发生在工作面后方0—60m的范围内，占稳定区出现前总移近量的80%；而在工作面后30—60m最为强烈，60m以后则顶板下沉量趋于稳定阶段（图3）。
5.2 对沿空留巷条件的分析。基于上述观测结果认为采动影响最强烈阶段发生在工作面后方0—40m范围内，最大移近量为300mm，根据支架与围岩共同承载原理，为了充分利用围岩的自承力，允许围岩通过变形释放能量，从而起到适当的“卸载作用”，有利于减轻支架受载，因此对锚杆巷道沿空留巷采用二次支护方式，首先在工作面后方0—50m范围内用单体柱支护巷道，使顶板产生一定的变形量，待顶板全部稳定后，再施工锚索加强支护巷道，从而减轻了石墙的载荷，有利于护巷，从而达到了联合支护的效果。
6 经济效益
6.1 采用这种留巷方式可以为下一区段采煤工作面少掘进一条750m的回风巷，可节省巷道掘进费用：750×650元/m=48.75万元。
6.2 提高煤炭资源的回收率，沿空留巷与留煤柱护巷相比可以多回收10m煤柱。可多回收煤炭10×750×1.5×2.8=3.15万吨。
7 结束语
7.1 为了顺利的利用沿空留巷，并在可能的条件下扩大其使用范围，首先要改进或采用新的使用与沿空留巷的支护类型和支护方式；其次为了保证沿空留下的巷道能正常使用，也可适当加大掘进断面，使巷道具有预留变形断面。通过此次试验发现沿空留巷的采高在接近3.0米时护巷困难，且在矿压较大时巷道发生严重底鼓，增加了巷道的变形量，所以沿空留巷的巷道在使用前需进行简单的维护处理，防止在其使用期间发生大面积片帮、冒顶事故，引起风流不畅，造成瓦斯治理困难。
7.2 实践证明在一般技术水平情况下，留巷的适用条件为采高不大于3.0米的薄及中厚煤层，顶板属于易冒落或中等冒落程度，且底板围岩稳定不易发生严重的底鼓煤层。
参考文献：
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[3] 冯改果，秦文强，李志强，李昆，张宏军.沿空留巷在裴沟14井的应用[J].煤，2011（2）.
论文作者:王贤斌
论文发表刊物:《防护工程》2017年第32期
论文发表时间:2018/3/22
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