三软煤层顶板破碎条件下沿空留巷技术研究

39三软煤层顶板破碎条件下沿空留巷技术研究

景 磊 孙小岩

(河南大有能源股份有限公司，河南 义马 472431)

摘 要

该文分析了14010工作面沿空留巷失败的原因，提出了11100工作面采用超前段锚索加固、过渡段顶板控制和

留巷段增阻支护三步施工方案，取得了良好的效果；提高资源回收率，缓和采、掘接替关系，有利于防突工作。关键词

沿空留巷 顶板 控制

中图分类号 TD353 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2017.06.017

Research on gob-side entry retaining technology under the broken roof in three soft coal seam

Jing Lei Sun Xiao-yan

(Henan DaYou energy Limited Share Ltd,Henan Yima 472431)

Abstract: This paper analyzes the failure reasons of gob-side entry retaining 14010 working face,put forward the three step construction scheme that uses the anchor reinforcement in 11100 working, the roof control in the transition section, and the increasing resistance in the retaining section ,which achieved good results; at the same time, improved the recovery rate of resources, eased the mining and excavation succession relationship; and was conducive to preventing outburst.

Key words: gob-side entry retaining roof control

义安矿业曾在14010工作面进行过沿空留巷实验，采用砌块（青砖）+单体柱+工字钢支护，最终效果不佳。分析原因发现沿空留巷的关键是要对留巷顶板在受回采扰动前以及回采过程中采取强有力支护手段，来抵消采空区矿压显现对巷道的破坏。

根据矿井采掘接替计划，为缓解采掘失调，决定在回采11100工作面时对上巷进行沿空留巷，使11080工作面接替11000工作面，节省11080工作面下巷掘进工程，以及回采前打钻消突施工时间，缓解采掘接替紧张的局面。

围岩变形。图1为11100工作面巷道布置图。

图1 11100工作面巷道布置图

该工作面二1煤层底板标高-244m~ -267m,工作面标高平均-255.5m，平均埋深630.5m；走向可采长度680m。二1煤层整体变化不大，煤层赋存稳定，平均煤厚4.14m。工作面伪顶不发育，直接顶多为砂质泥岩和泥岩，平均厚度4.5m，基本顶为大占砂岩，厚度7.3m，直接底为砂质泥岩，厚度5.7m。

1 概况

11100工作面位于矿井东翼，11采区西侧，上邻11080工作面，下临12采区采空区，东邻11轨道上山保护煤柱，上巷长度840m，切眼长度153m，工作面走向布置，工作面上巷煤层坡度较为平缓，煤层薄厚适中，具备采用沿空留巷的条件。上巷掘进时沿顶掘进，支护形式为顶板锚网+36U型钢棚支护，方便对顶板进行主动支护，超前控制

2017-03-03收稿日期

作者简介 景磊（1986-），男，河南义马人，助理工程师，2009毕业于河南理工大学，现从事煤矿技术与管理工作。

2 方案设计与实施

11100上巷设计方案与施工总体分三个部分，分别是超前段锚索加固、过渡段顶板控制和留巷段增阻支护。

2.1 超前段顶板加固

随工作面回采，通过观测发现在工作面前方10~60m产生超前应力集中，此段顶板受工作面

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周期来压扰动，容易产生离层，故采取锚索加固顶板的方法，选取Φ18.9×8000mm的低松弛锚索进行支护，锚索破断力为260.7kN。采用型号为Φ23×400mm两卷快速树脂药卷和两卷慢速树脂药卷Φ23×400mm进行锚固，锚索间排距为2×1.5m，与巷道轮廓线呈90°角打设。沿巷道每排布置3根锚索，并用长度200mm的废旧工钢短节代替锚索托盘。超前锚索支护图见图2。

图2 超前锚索支护图

2.2 过渡段顶板控制

工作面回采推进，留巷侧顶板受支架频繁升降影响，破坏程度较大，考虑到这一问题，采取了架前上托梁加固、支架尾梁改造、架后紧跟液压抬棚三个措施来控制顶板。具体如下：

（1）架前上托梁加固：架前顶部背设金属网+4m圆木+3.5m工字钢加强梁，保证端头处预砌墙位置顶板的完整并保证加强梁与上巷棚梁交错500mm。

（2）支架尾梁改造：将11100工作面1~3#

架尾梁立柱加长，让支架前梁和尾梁保持持平，避免前梁与尾梁搭接处不平对顶板造成切顶破坏。

（3）架后紧跟自移抬棚：提前在3#

过渡支架后布置一组自移抬棚（布置在砼块墙内侧）；1#

端头架后墙体外侧紧跟一组自移抬棚（见图3），随着过渡支架同步推进，确保过渡架顶部的加强梁及时支撑，有效防止顶板下沉，为砌墙提供支护保障和施工空间。

图3 端头架后液压抬棚支护断面图

2.3 留巷段强力支护

根据沿空留巷压力观测，留巷段顶板受采动影响压力峰值达32MPa，影响时间为3个月，长度为130m左右。为解决这个问题，采用最大支撑强度

2017年第6期

40MPa的液压抬棚，要求墙侧与巷道中间两路液压抬棚支护距离不低于130m，循环外移。由于距切眼150~200m以里巷道压力已稳定在10MPa左右，故采用单体柱抬棚代替液压抬棚。沿空留巷距切眼200m以里采用工钢抬棚代替单体柱抬棚进行支护。

沿空留巷墙体厚度1300mm，墙体表面背设金属平焊网，墙体内预埋拉筋，拉筋长度1500mm,两端过丝200mm，采用长200mm的12#废旧矿工钢短节做为托盘使用，拉筋预埋三层，在砌筑墙体时距顶第三层铺金属平焊网一层，起抗剪切作用，保证砼块墙体牢固。间隔8m预埋一根Φ108mm的管子，距墙体底板1.5m，后期观察采空区跨落和抽排瓦斯使用。

采用工钢棚梁不与墙体搭接，支护的方案，

在巷道顶板压力大时，保证墙体的完整，并利于回撤工钢梁。

3 经济效益

（1）采用沿空留巷技术可提高煤炭资源回收率，节省了留煤柱护巷方式的煤柱，按沿空留巷技术可多回采3m宽煤柱，每米巷道多回采原煤21t，按400元/t价格，每米可多盈利8434元。

（2）降低万吨掘进率，缓和采、掘接替关系。11080工作面代替11040工作面接替，可少掘进1条煤巷，避免采掘失调。

（3）对于煤与瓦斯突出矿井，可以减少巷道掘进期间打防突措施孔，施工防突钻场等工作；通过留巷可对相邻工作面进行本煤层顺层钻孔超前施工，实现超前区域瓦斯治理，回采时更安全。

（4）沿空留巷费用。沿空留巷投入费用分为两部分，一部分为施工沿空留巷时的费用，一部分为维护已完成沿空留巷的费用。沿空留巷投入费用7029元/m，维护费用1420元/m，总计为8449元/m。

（5）沿空掘巷费用。沿空掘巷费用分为4个部分，分别为正常掘进时费用7007元/m、过特殊地段时掘进追加费用128.5元/m、机电设备费用558.3元/m、防突费用421.8元/m，每米消耗费用为8115.66元/m。

综合煤炭回收与工程投入，沿空留巷节约成本8066.6元/m，预计回采结束可节约580.8万元，所以采用沿空留巷能取得更好的经济效益。