浅析沿空留巷支护技术在响水煤矿的运用XXXXXXXXX（贵州职业技术学院 贵阳 邮编:550023）摘 要：沿空留巷是指上区段采煤工作面回采期间沿采空区边缘维护原区段运输巷巷道作为下区段回风巷巷道的技术经贵州盘南煤炭开发有限责任公司响水煤矿的实践证明，该支护技术能有效控制围岩的变形与失稳，并取得良好的技术、经济效果关键词：沿空留巷；支护技术；控制顶板Analysis on Gob-side Entry Retaining Technology in Xiangshui Coal Mine ApplicationXXXXXXXX(Guizhou Vocational and Technical Institute, Guiyang, Zip: 550023) Abstract: Gob-side entry retaining is a support technology by which during backstopping haulage roads, along the border of gob, used by former stope working face, are maintained and taken as return airways for the latter stope working face. Proved by Guizhou Pannan coal Development Co Ltd Xiangshui Mine of this support technology can effectively control deforms and instability of wall rock and gets a better technological and economic effect. Kay words: Gob-side entry retaining; support technology ;controlling roof rock0 引言贵州省盘南煤炭开发有限责任公司响水煤矿自2003年12月开工建设，是国家煤炭重点规划矿区的特大型骨干矿井，是国家重点建设项目，也是贵州省现代化程度最高的煤矿。
该矿矿区面积68平方公里，探明工业储量10.5亿吨，可采储量4.48亿吨，煤种齐全，设计生产能力为400万t/a为了减少巷道掘进量，节约掘进费用，缓解接续紧张，而且最大限度回收资源，避免煤体损失，延长矿井寿命，提高综合经济效益，公司领导非常重视沿空留巷支护技术的实践与运用，先后在河西采区W1301、W1302工作面试验并取得了成功，为响水煤矿技术经济的发展取得了显著成果1 沿空留巷围岩失稳机理工作面回采后，原巷道将失去一侧煤壁的支撑，上覆岩层将发生剧烈运动由于沿空留巷顶板处于一侧煤帮支撑，一侧悬空不稳定支撑条件下，沿空留巷采空区侧伪顶、直接顶岩石垮落，老顶岩层受到拉伸和压缩作用，在留巷煤壁一侧上方产生裂隙，老顶岩层发生弯曲断裂，留巷上方形成“悬臂梁”结构，如图1所示；随着裂隙不断的发展，早先形成“悬臂梁”结构的老顶断裂成岩块A和岩块B，并向下回转与早期断裂的岩块C接触，在水平挤压力作用下形成一个两端分别以留巷煤帮和采空区冒落矸石为支点的铰接“砌体梁”结构，如图2所示由于岩块B承受着上覆岩体和自身岩体的强大载荷，支撑它两端的煤帮和岩块C两个支点便需要承受这部分载荷如果任一支点支撑不了分担的载荷，岩块B就会发生运动。
另一方面，如果两个支撑点均能支撑起各自分担的载荷，而岩块B承担不了上覆岩体和自身的载荷，岩块B同样会发生运动根据上述分析，沿空留巷围岩的失稳机理有以下四种：切顶失稳,回转失稳,破断失稳,冒落失稳图1：“悬臂梁”结构 图2：“砌体梁”结构2 沿空留巷的支护技术现状沿空留巷的支护技术就是要防止留巷围岩发生切顶、回转、破断和冒落等四种形式的失稳，关键是控制顶板和加固煤帮，尽可能控制老顶不切落、不回转、不断裂、不冒落，保持“悬臂梁”结构或形成“简支梁”结构经过几十年的研究应用，沿空留巷技术成功与失败并存，现就目前沿空留巷技术现状阐述如下：⑴ 密集支架形式：以支架形式完成,都是应用到一些采面地压相对较小并且煤层赋存条件较好的无自然发火的低瓦斯矿井这种方式由于支护材料品种多、工作量大、支护效果差、采空区隔离效果差等问题现在很少应用⑵矸石堆垛方式：简单经济,但不能达到及时有效支撑顶板，容易造成顶板过量下沉导致巷道不利于回采工作这种方式虽然材料单价低，但会消耗大量的人力，而且隔离效果很差，因此适应面很小⑶砌体墙法：采用预制块砌墙可以克服上述⑴和⑵所述密集柱和矸石堆垛的许多缺陷，能够基本形成一道隔离采空区的密闭墙体。
但不能解决墙体与顶板的接顶问题，易造成顶板过量离层使得支护效果不佳 ⑷高水高效充填支护法:随着工作面在采空区所在一侧构筑巷帮充填体形成巷帮支护带其使用材料强度低，用量大且不能有效控制直接顶的离层和及时切断直接顶，不利于保持巷道的稳定性；同时，由于成本高，支护效果差，故现场实际应用很少 该方法的优点是充填范围大，适应性广，施工机械化程度高; 该方法的缺点是：支护强度低,很难适应沿空巷道的高压突变性；材料成本很高 ⑸现浇混凝土隔墙法:材料用量大，但适应性广，承载力高，能够形成足够的切顶强度，安全可靠缺点:工程费用高,施工复杂,以及强度上升的速度不能适应高产高效矿井工作面，不能保证墙体及时紧密贴顶这种技术方案的施工方法主要有:①大型自移式沿空留巷充填支架;②桶柱方式巷帮支护法;③膏体混凝土法;④柔模支护技术3 沿空留巷支护技术工程实例现以贵州盘南煤炭开发有限责任公司响水煤矿播土采区E2301采煤工作面沿空留巷的支护形式为例进行阐述响水煤矿E2301采煤工作面埋深-100m～-180m，走向长475m，倾斜长200m，煤厚2.56～5.0m，平均3.1 m，煤层倾角7°，煤层具有煤与瓦斯突出危险性，煤层赋存简单。
工作面直接顶为厚度0.5m的泥质粉砂岩，老顶为厚度15m以上的粉砂岩，直接底为0.2m的泥岩，老底为厚度大于10m的泥质粉砂岩工作面机巷采用沿空留巷技术，巷道形状为梯形巷道，掘进时巷道宽4.6m，中高2.8m；留巷后巷道宽4.2m，中高2.8m1)巷内支护巷内支护主要是加固煤帮、加强留巷巷道上方顶板的强度及其完整性，防止切顶失稳、破断失稳和冒落失稳由于沿空留巷巷道顶板受力集中、采动影响大，造成围岩松动圈和位移量大，支护难度大，为了保持沿空留巷的稳定性，降低围岩的松动圈厚度和位移量，必须从提高围岩强度和改善围岩受力状态两方面着手，对留巷采取合理的支护技术第一，在掘进沿空留巷原巷道时，对巷道顶板进行锚杆+钢带支护（锚杆间距：800×800mm，钢带排距：800mm），两帮进行锚杆+复合网支护（支护锚杆2排，顶板往下400mm为第一排，锚杆间距：800×800mm，如图3示）；第二，在工作面推进前，超前工作面50m用单体液压支柱+铰接顶梁对沿空留巷进行超前支护（0～20m范围内至少采用三排走向抬棚，往外20～50m至少设二排走向抬棚，单体柱间距不得大于1.0m）；第三，工作面每推进一至两个循环，沿空留巷内的支护由单体液压支柱+工字钢梁替换单体液压支柱+铰接顶梁，每组两梁，一梁四柱，组距为800mm；第四，在沿空留巷内，每间距6m用道木打设一个“#”字型木垛，木垛呈三角形布置，如图4示。
图3：原沿空留巷支护形式 图4：沿空留巷木垛支护2）采空区侧支护沿空留巷采空区侧支护要起到两个作用：一是增加留巷采空区侧上方顶板岩块B的完整性和强度，让其顶板在采动过程中断裂带位于留巷采空区侧边缘；二是使留巷采空区侧的支护与岩块C一起或代替岩块C成为采空区侧的支撑点，使老顶形成“简支梁”结构而且采空区侧支护如果支护及时、初撑力大，不仅可以阻止岩块A和岩块B的断裂，而且能较早地分担老顶和上覆岩层的载荷，降低煤帮的压力，有效地控制老顶的回转失稳和切顶失稳因此，必须根据上述要求，制定出切实可行有效的留巷采空区侧支护措施第一，超前工作面30m，于沿空留巷靠近工作面一侧距工作面煤帮200mm打设两排锚索（锚索间排距：1600mm×800mm，锚索规格：Φ17.8mm×8000 mm）;第二，打设密集支柱，在留巷采空区侧边缘打设一排密集点柱，即在巷内基本支护的基础上再穿插于各组间靠近采空区侧支设单体液压支柱；第三，用编织袋装填矸石于留巷采空区侧码一矸石墙，墙厚为编织袋的长度，主要作用是起到档矸和防止漏风，其次是顶板下沉后起到支撑作用；第四，在矸石墙的一侧，用编织袋平铺绑定在钢筋网上作一风幕，以减少漏风。
所有支设的单体液压支柱，初撑力不小于50KN/柱，支柱下部穿柱鞋，上端用木契与顶板或工字钢梁打紧4 沿空留巷的支护效果在沿空留巷内每间隔50m安设一组顶板离层仪，观测结果表明：沿空留巷顶板下沉量为50～650mm，局部地带顶板下沉量可达1000mm煤帮有一定的移近及片帮，底鼓量不明显，经卧底清帮后，能够满足下区段采煤工作面回风巷的使用要求5 结论1）沿空留巷采空区侧的锚索支护、密集支柱及矸石墙，不但提高了留巷采空区侧顶板岩层强度，而且密集支柱初撑力强、支护阻力大，能够及时切落采空区侧的顶板，减轻沿空留巷上方老顶的压力，使得采空区侧的顶板垮落，再配合密集支柱，与沿空留巷上方的老顶形成“简支梁”结构2）沿空留巷巷内用单体液压支柱+工字钢梁，再配合木垛的支护方式，不但初期最大限度的减少了巷道顶板的下沉量，而且在后期，由于木垛的作用，也有利于减少巷道顶板的下沉3）贵州盘南煤炭开发有限责任公司响水煤矿采用了上述支护方式留设沿空留巷，不但有效地解决了巷道支护难、漏风大的缺点，而且在下区段工作面的开采过程中，能最大限度地回收留巷内的支护材料，并且经过局部的卧底清帮之后，能够满足下区段采煤工作面风巷的使用要求。
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