陳杰

摘 要：當(dāng)前，礦務(wù)集團(tuán)企業(yè)在運(yùn)用沿空留巷技術(shù)時(shí)，實(shí)現(xiàn)了少掘巷道、預(yù)防瓦斯事故的雙重效果。特別是煤礦企業(yè)在沿空留巷應(yīng)用技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)了材料更新，充填實(shí)現(xiàn)了煤與瓦斯同采。文章以礦務(wù)集團(tuán)開展沿空留巷應(yīng)用技術(shù)為例，對煤礦企業(yè)沿空留巷應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行分析，以期能對行業(yè)的發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：高應(yīng)力區(qū);瓦斯爆炸;實(shí)施方案;無煤柱開采

中圖分類號(hào)：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2020）08-0021-02

礦務(wù)集團(tuán)企業(yè)采用沿空留巷技術(shù)具有廣泛意義，該應(yīng)用技術(shù)具有少掘巷道、預(yù)防瓦斯事故等特點(diǎn)，這不僅對煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)意義重大，也會(huì)緩和安全與采掘的關(guān)系。目前，煤礦企業(yè)面臨的現(xiàn)實(shí)是煤礦有薄煤層、有厚煤層，有緩傾斜煤層、有急傾斜煤層，運(yùn)用沿空留巷技術(shù)開采各類型煤層，都取得了成功。沿空留巷技術(shù)研究在一些礦務(wù)集團(tuán)企業(yè)應(yīng)用中取得良好的成果，因此，煤礦企業(yè)在高水高效充填技術(shù)中應(yīng)用這一技術(shù)，該方法的最大優(yōu)點(diǎn)是充填范圍大、適應(yīng)性廣、施工機(jī)械化程度高。沿空留巷無煤柱開采技術(shù)在一些煤礦企業(yè)應(yīng)用中取得良好的成果，這種沿著采空區(qū)邊緣在原順槽位置保留巷技術(shù)可以最大限度回收資源，避免煤體損失。

1 沿空留巷無煤柱開采技術(shù)特點(diǎn)分析

沿空留巷技術(shù)在應(yīng)用過程中，如果巷道內(nèi)使用鋼模板，就會(huì)影響施工質(zhì)量。從頂板宏觀表現(xiàn)，煤層開采后采空頂板的活動(dòng)跟支護(hù)狀況有關(guān)，不同支撐強(qiáng)度使得頂板形成不同形式的垮落，這一過程決定于支護(hù)方式和支護(hù)強(qiáng)度。作為沿空留巷的最為關(guān)鍵的內(nèi)容，是研究支撐隔離帶上部頂板的礦壓特征，以確定合理的支護(hù)形式和支護(hù)強(qiáng)度。沿空留巷時(shí)在端頭支架后方沿順槽推進(jìn)方向?qū)崿F(xiàn)無煤柱回采，及時(shí)施工采取混凝土柔膜砼墻等措施，保證支護(hù)可靠、頂幫安全，有效防止矸石掉落等傷人現(xiàn)象發(fā)生。

經(jīng)過科研人員的不懈努力與探索，走出了一條適合礦井實(shí)際的綠色可持續(xù)發(fā)展之路，打造成為中國煤礦石膏體充填開采的標(biāo)桿企業(yè)。泵送充填沿空留巷工藝采用石膏體充填留巷，留巷寬度3.0m，充填墻寬度7.5m～8m，高度為巷高?；夭晒に嚥擅簷C(jī)割煤（裝煤），刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，移液壓支架，推移運(yùn)輸機(jī)，護(hù)巷充填區(qū)域打設(shè)單體液壓支柱（掛金屬網(wǎng)），按此方法回采4刀至8刀，護(hù)巷區(qū)域充填。充填方式及配比：運(yùn)順留巷采用石膏體充填法管理頂板。充填循環(huán)進(jìn)度2.4m～4.2m。根據(jù)地質(zhì)及開采技術(shù)條件，充填期間采用充填工業(yè)泵加壓充填，充填骨料主要為破碎的煤矸石[1]。

在運(yùn)用沿空留巷技術(shù)過程中，沿空留巷技術(shù)應(yīng)用團(tuán)隊(duì)要從方案設(shè)計(jì)、資金投入、設(shè)備配置、支護(hù)材料選擇、施工工藝等方面進(jìn)行深入論證，積極與科研院所合作，向兄弟單位取經(jīng)，保證老母坡煤業(yè)的沿空留巷工藝在技術(shù)上可行，在方案上合理，在實(shí)施上嚴(yán)密。并從健全制度入手，根據(jù)集團(tuán)公司有關(guān)規(guī)定，結(jié)合礦井地質(zhì)條件，制定了預(yù)裂爆破標(biāo)準(zhǔn)、單體柱打設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、留巷標(biāo)準(zhǔn)等一系列規(guī)章制度，建立起設(shè)計(jì)施工、驗(yàn)收等完善的技術(shù)體系，并嚴(yán)格落實(shí)，保證了各項(xiàng)措施、要求到位。但實(shí)際操作過程中，沿空留巷技術(shù)應(yīng)用還會(huì)出現(xiàn)百密一疏的現(xiàn)象，當(dāng)理論運(yùn)用于實(shí)踐時(shí)，必然會(huì)出現(xiàn)種種難題。礦務(wù)集團(tuán)在實(shí)施沿空留巷初期，礦井開采的煤層屬薄煤層、中厚煤層，且為近距離煤層聯(lián)合布置交替開采，巷道掘進(jìn)巖性為半煤巖巷和巖巷，巷道掘進(jìn)效率低、成本高，采掘接替尤為緊張。

面對一系列問題，礦務(wù)集團(tuán)的科研人員要在充分分析礦井頂?shù)装鍘r性和采掘工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的基礎(chǔ)上，引進(jìn)無墻體沿空留巷支護(hù)技術(shù)，并針對不同煤層受到上方煤層的重復(fù)采動(dòng)影響，礦井壓力顯現(xiàn)重復(fù)疊加、礦壓規(guī)律難以掌握、留巷圍巖控制效果不理想等重點(diǎn)難點(diǎn)，不斷優(yōu)化沿空留巷支護(hù)設(shè)計(jì)和巷旁支護(hù)技術(shù)方案，改善留巷圍巖控制效果，集成創(chuàng)新近距煤層無墻體沿空留巷關(guān)鍵技術(shù)，成功解決上覆巖層重復(fù)采動(dòng)條件下如何實(shí)現(xiàn)沿空留巷的問題。為提高漿體的凝固能力，沿空留巷充填時(shí)，按測量中心打設(shè)單體支柱并掛擋漿篷布，確保留巷成線，擋漿前將運(yùn)順側(cè)擋漿單體液壓支柱至空區(qū)1.0m范圍，清至煤層底板。

2 構(gòu)建沿空留巷技術(shù)應(yīng)用體系、做好煤企放心工程

礦務(wù)集團(tuán)公司為了確保沿空留巷工作的正常進(jìn)行，煤業(yè)要堅(jiān)持每天都組織技術(shù)骨干對沿空留巷中出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行協(xié)調(diào)解決，檢查頂板是否穩(wěn)定，單體柱有沒有損壞，底鼓嚴(yán)重不嚴(yán)重，有沒有需要處理的問題等等，一系列信息都要反映到每日臺(tái)賬和報(bào)表上，落實(shí)到實(shí)際行動(dòng)上。為了促進(jìn)沿空留巷工作開展，礦務(wù)集團(tuán)企業(yè)應(yīng)出臺(tái)井巷工程質(zhì)量管理辦法，優(yōu)化完善沿空留巷管理制度，在班組與班組、員工與員工之間開展勞動(dòng)競賽等。環(huán)環(huán)相扣，力求調(diào)動(dòng)每名職工的工作積極性，保證每道工序的工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)，確保每一項(xiàng)工作都扎實(shí)有效。

礦務(wù)集團(tuán)企業(yè)要有堅(jiān)定不移的信念、科學(xué)高效的舉措，不折不扣地落實(shí)沿空留巷技術(shù)應(yīng)用體系。要在重合力的助推之下，開展全礦井近距煤層無煤柱協(xié)調(diào)開采技術(shù)體系建設(shè)，做好切眼留巷和切頂泄壓技術(shù)創(chuàng)新，要確保實(shí)施復(fù)合型較軟頂?shù)装鍡l件下的沿空留巷技術(shù)應(yīng)用。當(dāng)前礦務(wù)集團(tuán)采用的沿空留巷應(yīng)用技術(shù)，相比傳統(tǒng)沿空留巷方式，既先進(jìn)又安全，對預(yù)防瓦斯效果更佳。通過應(yīng)用沿空留巷支護(hù)新技術(shù)后，進(jìn)一步提高了巷道兩幫穩(wěn)定性和安全性，巷道安全系數(shù)大大提高[2]。

沿空留巷做法是一種無煤柱開采技術(shù)，具有廣泛的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。采用一定的技術(shù)手段將上一區(qū)段的順槽重新支護(hù)留給下一區(qū)段使用。這種留巷的做法沿著采空區(qū)邊緣在原順槽位置保留，故稱為沿空留巷?？梢宰畲笙薅鹊鼗厥召Y源，減少巷道掘進(jìn)量，降低掘進(jìn)成本。礦務(wù)集團(tuán)公司在開始單巷掘進(jìn)過程中，因工藝及巷道參數(shù)突然改變，給現(xiàn)場組織及安全生產(chǎn)帶來較大挑戰(zhàn)。如通風(fēng)問題、連掘設(shè)備的調(diào)機(jī)、除塵風(fēng)機(jī)的安設(shè)位置、工作面裝載機(jī)的使用、單巷輔助運(yùn)輸?shù)墓芾怼⒉牧洗a放的選址等等。

礦務(wù)集團(tuán)要隨時(shí)組織業(yè)務(wù)部門及相關(guān)技術(shù)人員及時(shí)進(jìn)行危險(xiǎn)源辨識(shí)，重新編制作業(yè)規(guī)程，并制定“一通三防”、輔助運(yùn)輸、移動(dòng)設(shè)備運(yùn)行等多項(xiàng)安全技術(shù)措施，現(xiàn)場嚴(yán)格執(zhí)行，確保安全掘進(jìn)。同時(shí)，現(xiàn)場完成了大量改進(jìn)工作。如調(diào)用連運(yùn)鋼性架做平臺(tái)，安設(shè)除塵風(fēng)機(jī)、井下集控及碼放材料，由破碎機(jī)拉運(yùn)的方式進(jìn)行掘進(jìn);采用局部通風(fēng)機(jī)正壓通風(fēng)，將局部通風(fēng)機(jī)安設(shè)在全風(fēng)壓處，風(fēng)機(jī)由以前的2×18.5kw改為2×45kw風(fēng)機(jī)，風(fēng)筒由以前的直徑為800mm風(fēng)筒改為1000mm風(fēng)筒，隨著巷道前進(jìn)及時(shí)延伸風(fēng)筒。裝載機(jī)清理浮煤的過程中，密切注意尾氣檢測等手段，有力保證了單巷掘進(jìn)安全。一盤區(qū)剩余綜采接續(xù)工作面均以沿空留巷的方式回采，沿空留巷接續(xù)面掘進(jìn)，也將為今后煤礦單巷掘進(jìn)積累經(jīng)驗(yàn)。

3 推行智能化開采體系、全面推進(jìn)沿空留巷技術(shù)應(yīng)用

礦務(wù)集團(tuán)企業(yè)要全面開展智能化綜采工作面建設(shè)，要把智能化綜采工作面的建設(shè)作為重中之重來抓，堅(jiān)定信心克服各種困難。要有整體設(shè)計(jì)和解決方案，結(jié)合自身實(shí)際，加大技術(shù)研發(fā)與設(shè)備升級改造，切實(shí)提高礦井智能化、信息化水平。同時(shí)要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，注重人才培養(yǎng)，加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐學(xué)習(xí)，培養(yǎng)固定的管理團(tuán)隊(duì)、固定的操作人員來解決棘手問題。開展智能化綜采工作面建設(shè)，要以“裝備優(yōu)、用人少、效率高、效益好、安全有保障”為目標(biāo)，用足非常之力，堅(jiān)守恒久之功，穩(wěn)步推進(jìn)智能化綜采工作面建設(shè)各項(xiàng)工作[3]。

實(shí)現(xiàn)沿空留巷應(yīng)用技術(shù)，采煤機(jī)司機(jī)上班再也不需要到暗黑的工作面親自操控割煤機(jī)進(jìn)行作業(yè)，采煤機(jī)司機(jī)要去的工作地點(diǎn)變成智能工作面后，由地面集控中心操控。采運(yùn)時(shí)只需一鍵啟動(dòng)，打開記憶截割，其就能按照電腦設(shè)定的程序自動(dòng)割煤，井下采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、皮帶輸送機(jī)自動(dòng)“逆煤流起動(dòng)、順煤流停止”，全流程自動(dòng)化作業(yè)。從井下上到地面以后，又干凈又明亮又舒適，渴了能喝水，餓了能吃飯，跟以前在井下比，簡直是天壤之別。

沿空留巷應(yīng)用技術(shù)實(shí)施智能化，每天一個(gè)原班的割煤量在八刀以上，各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行都非常穩(wěn)定。同時(shí)，該智能化綜采工作面首次將采煤機(jī)慣導(dǎo)系統(tǒng)成功應(yīng)用于工作面調(diào)直系統(tǒng)，將“平直”改為“斜直”，真正實(shí)現(xiàn)在大落差兩端頭絕對距離差距大的工作面自動(dòng)調(diào)直。該礦與汾西礦業(yè)設(shè)備修造廠合作研制的戧柱式自移設(shè)備列車機(jī)頭，首次成功應(yīng)用于高度3m以下的巷道，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場遙控控制。

沿空留巷應(yīng)用技術(shù)通過智能化綜采，使用工轉(zhuǎn)破一體機(jī)、智能高端乳化液泵站、滑移式超前支架、切頂端頭支架等國內(nèi)先進(jìn)設(shè)備，同時(shí)工作面實(shí)現(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。目前已完成了工作面主體設(shè)備安裝并進(jìn)行單機(jī)調(diào)試運(yùn)行，現(xiàn)正在進(jìn)行通訊系統(tǒng)聯(lián)接。實(shí)施智能化開采，通過遠(yuǎn)程單機(jī)啟停、一鍵啟停操作，實(shí)現(xiàn)了順槽集控中心對采煤機(jī)的遠(yuǎn)程控制;實(shí)現(xiàn)了地面及順槽集控中心對液壓支架的操作及工況、姿態(tài)監(jiān)測。

4 結(jié)語

綜上所述，煤礦企業(yè)科研人員采用技術(shù)隔墻方法，開采工程時(shí)，礦企只要在井下生產(chǎn)采區(qū)建立充填站，就能夠利用地面矸石山煤矸石作為充填骨料，在地面通過立管（直徑500mm）將矸石輸送至井下，然后通過膠帶輸送機(jī)將矸石分運(yùn)到各采區(qū)矸石倉，經(jīng)采區(qū)矸石倉儲(chǔ)存緩沖后轉(zhuǎn)運(yùn)矸石至采區(qū)充填站，按比例加入水泥和水進(jìn)行攪拌，最后利用工業(yè)充填泵通過管道輸送高濃度石膏體至采空區(qū)內(nèi)。使用沿空留巷擋矸支架設(shè)備，并對端頭液壓支架進(jìn)行改造，以實(shí)現(xiàn)沿空留巷開采需求配套生產(chǎn)，從而高效高質(zhì)地完成沿空留巷開采的艱巨任務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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