楊勇

關鍵詞：沿空留巷;礦井;綜采

0 引言

在社會經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，可利用資源的總量也在不斷降低，煤炭作為重要的能源之一，目前已經(jīng)廣泛應用于各個行業(yè)領域。除了部分礦井所處位置距離地表較淺以外，絕大多數(shù)的礦井都位于地下深處，具有一定的開采難度。通過將沿空留巷技術(shù)應用到礦井開采過程中，不僅可以實現(xiàn)最大效率的礦井開采，而且對于提升礦井開采效果也有著積極地意義。

1 留巷技術(shù)概況

自從1960年以來，中國包括當時世界其他主要采煤大國為了增加礦井的綜合經(jīng)濟收益，都采取了少挖坑道和增加生產(chǎn)的連續(xù)性等一系列辦法，采用往復式“Z”形來開采地下礦井，留出前進式和后退式兩種工作面沿空留巷，實現(xiàn)真正意義上的無煤柱開采，大大增加了人們對天然礦井資源的利用率。這種沿空留巷技術(shù)在全世界范圍內(nèi)開始推廣，其中做的最好的國家是前蘇聯(lián)、德國、波蘭和英國等一些西方國家，他們這些國家在能源開采方面的重視程度非常之高，非常能夠鉆研怎樣才能更好的利用這種一次性的礦井資源，珍惜大自然的饋贈。加上他們這些國家實力雄厚，又是老牌的工業(yè)強國，科技水平較之中國要高出不少，因而在煤炭開采的前沿技術(shù)上遙遙領先于全世界。

2 沿空留巷技術(shù)的現(xiàn)狀及存在的問題

2.1 支護方式不穩(wěn)定

支護方式不穩(wěn)定也是常見的問題之一。以沿留空巷技術(shù)為基礎，采用巷幫填充支護方式進行頂板結(jié)構(gòu)的支護操作，該方式具備很強的靈活性，在很多礦井企業(yè)都有著非常不錯的應用。但是在實際應用過程中，由于礦井開采環(huán)境的變化過程相對復雜，因此在利用該技術(shù)進行支護時，所需要承受的壓強值一直處于動態(tài)變化的過程，整個礦井頂板材料的承壓能力較大，在長期受壓的情況下，很容易出現(xiàn)頂板結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的情況。部分企業(yè)所使用的填充材料綜合強度較差，這也增加了安全事故的發(fā)生幾率。

2.2 支架過于密集

因為礦井企業(yè)用的是無煤柱的開采方法，應用了沿空留巷的前沿技術(shù)，但是這項技術(shù)的正確應用與支護的牢固可靠是分不開的。他們架設了大量的支架來進行坑道的搭建。但是他們的支架材料，或者說是大部分礦井企業(yè)的支架運用的支架材料的選擇基本上都不是非常正確。因為這種方式進行留巷作業(yè)需要的支護材料品種非常的多，而且給工人們帶來了巨大的勞動量，但是支護效果卻非常差勁，采空區(qū)的隔離也未能達到理想中的隔離效果。

2.3 支護效果不太理想

結(jié)合以往的應用經(jīng)驗，目前在礦井開采過程中，經(jīng)常使用的支護方式便是砌墻法，該方法具備操作成本低，施工簡單的應用優(yōu)勢，可以作為臨時支護來提高煤層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。不過從支護效果來看，該手段無法讓頂板與隔離墻緊密貼合在一起，空隙的形成也使得后續(xù)頂板形變的情況得不到根本改善，從而增加了安全事故的發(fā)生幾率。而煤矸石堆法則是另一種支護方式，與砌墻法類似，該方法所形成的隔離墻穩(wěn)定性相對較差，并且需要消耗較多的人力成本，不利于礦井企業(yè)經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。

2.4 實際應用研究問題

在二次回采時，沿空留下的巷道會表現(xiàn)出一些與一般巷道不同的特點。這是由于這種巷道一幫為實體煤壁，另一幫則是人造幫，人造幫屬大變形圍巖，容易變形。另外，沿空留巷中巷道的礦壓顯現(xiàn)比普通巷道要劇烈得多，這是因為它既要受到掘進時的采動影響，又要受到兩次采動的影響，比普通巷道多受一次采動影響。到目前為止，對沿空留巷圍巖控制機理研究不夠深入，對沿空留巷所處的應力環(huán)境及其礦壓顯現(xiàn)規(guī)律掌握不夠，構(gòu)建的沿空留巷受力模型還不完善，還沒有一套行之有效的沿空留巷支護參數(shù)設計方法，不能很好地指導沿空留巷工程實踐。

3 加強沿空留巷技術(shù)應用的措施

3.1 優(yōu)化大巷道的支護方式

首先，引進提前支護技術(shù)。在具體的應用過程中，需要結(jié)合礦井地質(zhì)結(jié)構(gòu)的實際情況來選擇相應的支護結(jié)構(gòu)，一般情況下，選擇綜合強度較大的螺紋錨桿和梯形鋼結(jié)構(gòu)即可滿足提前支護的要求。同時在巖壁內(nèi)植入應力鋼筋，將其與支護結(jié)構(gòu)進行焊接，提高結(jié)構(gòu)的整體性。其次，加強頂板支護。在礦井開采過程中，頂板結(jié)構(gòu)變形不僅會壓縮巷道的預留空間，而且還會加寬煤層結(jié)構(gòu)裂隙，提高安全事故的發(fā)生幾率。在實際應用過程中，需要結(jié)合不同的應用情況選擇恰當?shù)捻敯逯ёo技術(shù)。在具體的操作過程中：進行混凝土結(jié)構(gòu)澆筑之前，需要提前預留出足夠的應用空間，借助混凝土石墻結(jié)構(gòu)來提升頂板支護結(jié)構(gòu)的綜合強度，而墻體結(jié)構(gòu)的澆筑厚度需要控制在1.5m左右;在混凝土澆筑過程中，可以借助的梯形鋼結(jié)構(gòu)進行支護，并能在混凝土結(jié)構(gòu)中設置錨索和錨網(wǎng)結(jié)構(gòu)，從而起到強化支護效果的作用。

3.2 加強沿空留巷的安全管理

在礦井開采過程中，任何時刻都需要關注安全問題。分析大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，造成沿空巷道不安全的因素主要是巷道支護強度和瓦斯問題。沿空留巷的關鍵在于采用一些有效的支護技術(shù)來靠近采空區(qū)邊緣的巷道，如果不能使巷道處于穩(wěn)定狀態(tài)，則在開采時存在很大的安全隱患。在進行沿空留巷時，還需要考慮工作面開采支承壓力重新分布對巷道的影響。通常情況下，在回采期間，沿空留巷的巷道所承受的壓力更大，承受的最大壓力是正常情況下的2倍。根據(jù)礦井內(nèi)所開采施工的特點和礦體結(jié)構(gòu)的變形破壞機理，保持礦井內(nèi)礦體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的關鍵技術(shù)是：合理的支護設計，堅固礦井的合理支護、頂板的合理支護，對邊角進行加固。此外，還需要關注巷道支護的時效性。由于沿空巷道受到動壓的影響，很難保證巷道長時間支護的穩(wěn)定性，可能會很難滿足下個工作面的回采需求。沿空留巷需要關注的另一個問題就是采空區(qū)的瓦斯涌出問題。由于巷道靠近采空區(qū)一側(cè)，如果密封不嚴，巷道通風時，大量的采空區(qū)瓦斯會涌出，嚴重威脅礦井的生產(chǎn)安全。與此同時，沿空留巷還使得通風系統(tǒng)漏風增加，導致巷道通風困難，這也會影響生產(chǎn)安全。因此，在支護完成后，需要定期對巷道靠近采空區(qū)一側(cè)進行檢查，防止出現(xiàn)大量瓦斯逸出的現(xiàn)象。

3.3 優(yōu)化巷道預警系統(tǒng)

通過優(yōu)化巷道預警系統(tǒng)，能夠提高整個開采過程的安全性，降低安全事故的負面影響。在礦井開采過程中，常見的危險因素便是瓦斯?jié)舛群晚敯褰Y(jié)構(gòu)塌落。對此在構(gòu)建預警系統(tǒng)時，可以借助云計算技術(shù)確定不同深度瓦斯?jié)舛鹊念A警值，在巷道內(nèi)安裝相應的感應裝置，對于巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛惹闆r進行實時監(jiān)督。頂板變形情況與該情況類似，也可以通過在合適位置安裝傳感裝置來實時監(jiān)督巷道內(nèi)的基本情況。一旦某一項指標達到了預警線，便會在井底啟動預警裝置，及時組織人員進行疏散，從而提高整個開采過程的安全性。

4 結(jié)束語

沿空留巷技術(shù)作為一種提升礦井收益的巷道留設技術(shù)，是實現(xiàn)煤炭資源充分開采利用的有效手段，礦井管理者必須高度重視相關技術(shù)的應用，在生產(chǎn)中積極組織專業(yè)力量，結(jié)合生產(chǎn)實際，開展針對性探究，總結(jié)不同條件下的沿空留巷工藝，實現(xiàn)沿空留巷的廣泛應用，從而為煤炭產(chǎn)業(yè)更好的發(fā)展提供推動力。

參考文獻：

[1]管洲.沿空留巷技術(shù)在煤礦綜采中的應用研究[J].礦業(yè)裝備，2019（06）：92-93.

[2]李森雁.綜放工作面柔模沿空留巷圍巖控制技術(shù)[J].江西煤炭科技，2019（03）：92-94+98.