關于沿空留巷在淺埋深薄基巖綜采工作面應用的探索
作者：鄭曉敏
1工作面基本情況
神華神東榆家梁煤礦是神華集團的骨干礦井之一，也是神東煤炭集團千萬噸礦井群之一。榆家梁煤礦現(xiàn)正在3層煤同時開采，從上至下依次為42、43、52煤層。榆家梁煤礦43308工作面位于井田東南部，開采43煤層，工作面西側為已回采完的43307工作面采空塌陷區(qū)，東側為43309備采工作面，南側為井田邊界，工作面北部為43煤層的3條大巷。工作面煤層底板標高為1181.2～1194.5 m，對應地面標高為1217. 2～1337.1 m，工作面上部約13～17 m有42208工作面采空區(qū)。
43308工作面長度為300.6 m，推進長度是2147. 38 m，煤層傾角為1�！�3。，煤層厚度1.70～2. 08 m，平均厚度為1.87 m，容重1.3 t／ffl3。該工作面可采儲量為149.1萬t，可采期預計為207 d。煤層直接頂為灰色粉砂巖，平均厚度是1. 15 m，老頂為灰白色及灰色中砂巖，泥質膠結，多為水平層理，平均厚度為12. 35 m，該工作面為低瓦斯工作面。
43308工作面巖層為極緩坡度向北西傾斜的單斜構造，斷層不發(fā)育，后生裂隙發(fā)育，工作面地表覆蓋起伏變化較大的第四系松散沉積物。工作面主要充水源為上覆42208工作面采空塌陷區(qū)的積水、基巖裂隙水及4 2煤層燒變巖富水。通過類比法預測43308切眼地段初次垮落時的涌水量為50 m3/h，工作面正常回采時涌水量為20 m:3/h，最大涌水量為80 m3/h，工作面回采前已經(jīng)對上覆采空區(qū)實施了疏放水工程。
2 工作面運輸巷支護
2.1 工作面運輸巷支護
根據(jù)43308工作面煤層賦存特點及頂板巖性情況，掘進時工作面兩巷道頂板均采用錨桿、錨索加鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護，巷道副幫采用錨桿加金屬網(wǎng)支護。
43308運輸巷寬度5.5 m，高度2.1 m，巷道全長為3045.5 m。巷道頂板采用錨桿、錨索加鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護。錨桿規(guī)格為016 mm×1800 mm，每排6根，排距為Im，間距分別為1.1 m、1.0m、0.8 m、1.0 m、1.1 m，鋼筋網(wǎng)片規(guī)格為6.5mm×1200 mm×5000 mm;錨索規(guī)格為015. 24mm×5000 mm，每排2根，間排距3m×3m。
巷道幫錨桿與頂板錨桿相同，與規(guī)格為10000mm×1000 mm的10 屬網(wǎng)片進行聯(lián)合支護，錨桿每排2根，間排距Im×Im，托盤全部選用120 mm×120 mm×8 mm的碟形鋼板托盤，錨固劑采用22340型樹脂藥卷，原巷道支護參數(shù)見圖1 (a)。
2.2 工作面運輸巷沿空留巷支護情況
2. 2.1 工作面運輸巷錨索補強支護
為了更好地實施沿空留巷，保證留巷安全，綜合考慮巷道原有的支護強度，決定在超前43308回采工作面100 m范圍內重新對運輸巷頂部進行錨索加鋼帶補強支護。補強支護選用φ22 mm×6500 mm錨索、230 mm×3 mm的W鋼帶，錨索支護間排距2100 mm×1500 mm，每排由3根錨索與1條W鋼帶組成，采用300 mm×300 mm×15 mm的鋼托盤和2支22370樹脂錨固劑，要求預緊力不低于50 kN，補強支護斷面見圖1(b)。
2.2.2 滯后單體補強支護
在沿空留巷過程中，由于受劇烈采動影響的往往只是回采工作面前后方的某一地段，隨著工作面采過一定距離后，受采動影響也會逐漸減弱，所以沒有必要對整條巷道都按劇烈采動影響的要求進行支護，只需要等工作面回采后就近工作面進行適當臨時支護。綜合考慮相鄰工作面在回采期間的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及43308工作面的來壓情況，對工作面運輸巷采用外注式單體支柱配11 8工字鋼梁滯后補強支護。根據(jù)巷道基本參數(shù)選用DW2.2外注式單體液壓支柱和4m工字鋼梁，采用一梁四柱的支護方式，排距為Im。根據(jù)工作面礦壓顯現(xiàn)的具體情況，滯后工作面的補強支護長度定為100～150 m，單體補強支護見圖2。
2.3 柔�；炷料锱灾ёo
為防止回采過程中采空區(qū)冒落的矸石影響柔模混凝土的施工，保證施工安全并方便掛設柔模，在柔�；炷翂w外側提前進行木點柱及菱形金屬網(wǎng)聯(lián)合支護（見圖2）。工作面每向前推進一刀，便在端頭支架尾部規(guī)定位置處支護兩根木點柱，木點柱排距為0.8 m，并選用網(wǎng)格為40 mm×40 mm的菱形金屬網(wǎng)，單片金屬網(wǎng)寬度為1.1 m，長度為10 m，將4片金屬網(wǎng)聯(lián)合起來鋪設在端頭支架前方，拉架后網(wǎng)片自動與木點柱接觸形成擋矸網(wǎng)。為了保護頂部錨網(wǎng)支護的完整性，避免在拉架過程牛損壞錨索、網(wǎng)片，在前兩架端頭支架上部分別插入兩根6m長的工字鋼，并嚴禁帶壓移駕。
巷旁支護為柔�；炷翂Γ窃谶\輸巷靠近正幫側澆筑一道連續(xù)的柔�；炷翂w�；炷翂挾葹�1 m，根據(jù)巷道高度變化，混凝土墻高度為2. 1～2.4 m，混凝土標號為C20。為保證混凝土墻體的支護效果，在澆筑柔模混凝土墻體過程中，需在墻體中打設Φ20 mm×1100 mm錨桿，錨桿間排距為900 mm×1000 mm，混凝土墻體中打設的錨桿兩端分別加固150 mm×150 mm×10 mm托板，并在每個墻體單元外側設一個注漿口，柔模混凝土墻體見圖3。
由于柔性模板具有透水不透漿、支模速度快、不回收、自成型等特點，而且尺寸可按要求制作，所以根據(jù)43308運輸巷的斷面大小及周圍的施工條件，決定每個單元柔�；炷翂K規(guī)格為3m×Im×(2.1～2.4 m)（長×寬×高），特殊情況長度為2 m。
柔�；炷敛捎蒙缴啊⑺槭�、粉煤灰、水泥及專用外加劑等就地材料配制而成，它與普通混凝土相比具有支護強度大、凝固速度快等優(yōu)點�；炷林械氖恿揭话銥�5—16 mm，砂率通常為45%～50%，水灰比0.5～0.6，坍落度通常為180～200 mm。柔�；炷潦┕�3d后，混凝土的強度可達到20 MPa，日推采速度最快可達到14 m，完全能夠滿足工作面的日常推進要求。
3 支護效果監(jiān)測
為了進一步掌握沿空留巷后巷道礦壓變化情況，通過測定錨索拉力、單體支柱壓力及巷道墻體壓力掌握礦壓顯現(xiàn)規(guī)律。
通過觀察端頭支架后方錨索拉力變化情況，發(fā)現(xiàn)在滯后工作面10—20 m段錨索拉力呈上升趨勢，且上升速度較快，20～30 m段安裝的錨索拉力變化最不明顯，30 m處錨索拉力達到最大，最大時為400 kN，30 m后錨索拉力又開始下降。
通過對單體支柱的壓力表監(jiān)測，靠柔模墻體一側的單體支柱壓力變化最為明顯，在距工作面60 m處壓力達到最大，最大時為40 MPa。
對于柔模墻體，在距工作面30 m處壓力明顯上升，在60 m處壓力達到最大，最大值為10 MPa，隨后壓力又開始下降，在距工作面約100 m時壓力趨于穩(wěn)定。
通過回采過程中的礦壓監(jiān)測及巷道頂幫變化情況分析，采用柔�；炷良俺把a打錨索、臨時單體支柱支護后，有效控制了巷道的頂、幫變化。工作面回采過程中，巷道的頂、幫及壓力變化較為穩(wěn)定，巷道整體穩(wěn)走性較好。
4經(jīng)濟效益評價
43308工作面實行沿空留巷技術，不僅為工作面實現(xiàn)Y型通風創(chuàng)造了條件，而且創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟效益。據(jù)測算，由于留巷少掘一條巷道，可減少掘進成本約970萬元，同時多回收煤炭約7.4萬t，按當時噸煤利潤及資源價款計算，多回收煤炭可產(chǎn)生經(jīng)濟效益約1600萬元，去除實際留巷成本約1580萬元，榆家梁煤礦43308工作面實行沿空留巷可產(chǎn)生凈利潤近千萬元。
實踐表明，對淺埋深、薄基巖、多煤層同時快速開采的安全高效礦井采用柔�；炷吝M行沿空留巷支護，技術合理、沿空巷道穩(wěn)定。榆家梁煤礦43308工作面沿空留巷的成功實施為神東礦區(qū)沿空留巷的推廣應用奠定了基礎，同時也為全國其他淺埋煤層沿空留巷提供了有益借鑒。
5摘 要
介紹了沿空留巷技術在榆家梁煤礦43308工作面應用情況，描述了工作面巷道
支護技術、柔�；炷料锱灾ёo的施工情況。對沿空留巷進行了監(jiān)測，監(jiān)測結果表明：43308運輸巷實行沿空留巷后，巷道的頂、幫壓力變化基本穩(wěn)定，巷道整體穩(wěn)定性較好；同
時也創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟效益，產(chǎn)生近千萬元的利潤。
