沿空留巷技術在煤礦開采中的應用

邰高峰

(山西古交西山義城煤業(yè)有限責任公司， 山西 太原 030200)

0 引 言

目前，在煤礦開采進行過程中，沿空留巷技術不僅能夠起到節(jié)約資源的作用，同時有效提升了開采煤礦的效率。但是，沿空留巷技術在具體應用過程中，存在支架技術落后、煤矸石堆法的開采效率過低、砌墻法缺乏良好支護效果、巷幫填充無法獲得穩(wěn)定支護效果等問題，這些問題會導致開采工人的生命財產安全受到影響，因此需要對上述問題進行分析，并提出相應的解決措施，以更好的提高沿空留巷技術的應用效果，確保煤礦開采工作的順利進行。

1 沿空留巷技術的基本概念

目前沿空巷道技術在巷道支護中是一項相對比較先進的技術。沿空巷道技術通常是指沿采空區(qū)域的邊緣預留出原巷道位置，維護采空區(qū)域后沿邊緣部位的原回采巷道，該過程中可以借助沿空留巷技術來回采傳統(tǒng)煤礦開采階段預留的安保煤柱，同時重新支護上個開采區(qū)段的巷道，投入到下個區(qū)段的開采工作中，不僅將資源進行最大程度的回收，同時使煤礦的損失率得到了有效的控制。由于沿空留巷技術在煤礦開采中具有很大利用價值，因此國內外不斷展開了相關研究， 已取得了明顯的成效，但是具體實施階段的相關問題亟待研究。

2 沿空留巷技術實際應用中常見問題

2.1 支架技術落后

在傳統(tǒng)煤礦開采過程中，一般會選擇支架保護技術來加固井下巷道，以確保井下開采工作的順利進行。但是，該支架保護形式僅在較淺的礦井中比較適用，當礦井過大、過深時，會對支架造成較大的壓力，當礦井埋藏較深時，開采難度很大且瓦斯含量高，會給支架的牢固性與穩(wěn)定性帶來極大的威脅。大型礦井需要更多數量的支架，這也限制了支架保護在大型礦井開采過程中的使用。除此之外，隨著不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的支架保護逐漸出現(xiàn)類型繁多、施工量大等缺點，已經無法很好地滿足現(xiàn)階段開采煤礦的需求。

2.2 煤矸石堆法的開采效率過低

由于煤矸石堆法具有操作便捷、生產成本低的優(yōu)點，被煤礦企業(yè)廣泛使用在礦井頂板支撐中，然而對于煤礦礦井，煤矸石并沒有足夠的隔離穩(wěn)定性，頂板下沉在開采煤礦的過程中時有發(fā)生，無法很好地滿足安全作業(yè)的要求，也無法保障開采煤礦的工作效率。除此之外，煤矸石堆法也存在滯后性問題，在實際開采過程中會消耗大量的人力、物力和財力資源。但是，煤矸石堆法生產成本非常低，目前在我國大多數煤礦開采中有較廣的使用范圍，這限制了我國煤礦事業(yè)的健康、安全、可持續(xù)發(fā)展。

2.3 砌墻法缺乏良好的支護效果

大部分煤礦企業(yè)在開采煤礦作業(yè)中，為有效應對礦井隔離中煤矸石堆法和密集支架的弊端，往往會選用預制塊砌墻的方式。預制塊砌墻的方法對煤礦開采的長遠發(fā)展不利，只能作為一種臨時的處理措施。同時對支護效果而言，預制塊砌墻法并不能讓隔離墻和頂板緊密結合起來，達不到良好的支護效果。

2.4 巷幫填充無法獲得穩(wěn)定的支護效果

在煤礦開采中，巷幫填充支護技術的支護范圍非常大，在煤礦開采階段得到了廣泛應用。但是，該方法沿空巷道中頂板的壓強多變、受力較大，所采用的各種材料強度要求非常低，無法更好的滿足巷道支護要求，無法達到預期的支護效果，影響煤礦開采的安全性和穩(wěn)定性。

3 提高沿空留巷技術的有效措施

3.1 加強支護措施

第一，做到提前支護。在沿空巷道進行支護的過程中，由于礦井頂板與混凝土石墻連接部位會出現(xiàn)一系列的銜接問題，此時要為其實施提前支護，一般選擇具有較大強度的螺紋錨桿及梯形鋼帶來對其進行支護。在進行煤礦開采階段，巷道的寬度會由于開采作用越變越窄，同時支架可能會出現(xiàn)變形的情況，當變形較為嚴重時，支架甚至會被折斷，此時就需要適當提高后方動壓區(qū)支架的強度。同時，在煤礦開采階段，臨時支護結構也可以發(fā)揮一定的支護效果，其一般是由鋼梁棚或者單柱體組成，在采煤工作面向前移動時，還需要按照要求對其進行提前支護處理。

第二，強化頂板支護作用。巷道受到頂板下沉的影響后會越變越窄，因此對頂板支護進行加強具有重要的現(xiàn)實意義。通?？梢詫㈨敯逯ёo劃分為三大類：其一，設置錨索，對巷道使用錨網支護，以此提高頂板支護效果，同時還可以加設鋼帶對錨網支護給予輔助；其二，設置梯形棚支護，在梯形棚中準備替代棚，并按照要求對支護結構進行澆筑，其與混凝土澆筑的工藝相似；其三，澆筑混凝土，在澆筑礦井中的混凝土石墻之前，需要保留面積足夠大的空間，對開采區(qū)巷道和頂板利用金屬網和混凝土石墻進行支護，通常而言，澆筑混凝土石墻的厚度大約為1.5 m。

3.2 通過混凝土使煤礦巷道力度加強

通過增加保護點與混凝土石墻在回采煤炭工作面中的數量，使礦井中頂板下沉情況發(fā)生的概率得到有效地控制，提高巷道整體的穩(wěn)固性。通常情況下，混凝土本身具有韌性好、硬度大以及強度高等優(yōu)點，進而承載能力強大，因此通常被廣泛使用于建筑施工行業(yè)中?？蓪⒒炷翍玫矫旱V開采過程中，不僅可以有效提高巷道的承載力，還可以確保煤礦開采的安全、持續(xù)。在煤礦開采過程中，一般會選擇石墻構造的混凝土，在不斷開采煤礦的進程中，混凝土石墻也應隨之調整，即逐漸加深煤礦開采深度的同時，還需要適當的延長混凝土石墻的長度。同時，由于混凝土石墻傾斜過程中會產生非常大的壓力，這就需要在煤層與混凝土石墻的接觸部位按照要求設置一定規(guī)格的木樁，從而起到一定的支護效果，進一步加強混凝土石墻的支護力度，使礦井內頂板下沉狀況得到有效的改善。

3.3 進一步完善事故安全預防措施

第一，在煤礦開采時，煤層中會外溢出各類有害瓦斯氣體。瓦斯爆炸是一種具有較大危害的安全事故，對相關作業(yè)人員的人身安全具有嚴重的威脅。所以，應該在開采現(xiàn)場完善各項管理措施，對瓦斯爆炸起到良好的預防效果及科學的控制，一旦這種現(xiàn)象發(fā)生時，可以做到及時地應對與處理。除此之外，相關的工作人員應當定期檢測瓦斯和煤炭的各項參數，并建立規(guī)范的煤礦通風系統(tǒng)，保證科學合理的通風量，防止串聯(lián)通風的現(xiàn)象發(fā)生。在煤礦開采的管理方面，管理人員需要制定出科學合理的管理規(guī)定，有計劃地展開煤層間瓦斯地質的檢測工作，大致掌握瓦斯的分布位置，同時對煤礦開采和瓦斯預防之間展開區(qū)別管理。利用各種各樣的防治手段，使瓦斯爆炸開采煤礦過程中的可能性得到有效地控制。

第二，通風系統(tǒng)的管理工作。在澆筑礦井巷道階段，需要按照要求設置通風系統(tǒng)，相鄰抽放鋼管間的距離最好控制在10 m，將采空區(qū)域與抽放瓦斯的裝置相連接，使氣體具有更好的流通效果，同時還需要對煤層中泄漏出來的瓦斯進行及時排放，使瓦斯?jié)舛染S持在合理的范圍內，防止由于瓦斯?jié)舛冗^高而導致爆炸。與此同時，在整個通風系統(tǒng)中，主干道與通風管間要配備獨立的開關，在對瓦斯各項參數進行檢測的過程中，要滿足瓦斯?jié)舛葎討B(tài)控制的要求。該過程中最好把“預防為主”思想深入到每一位相關工作人員的腦海中，使他們認識到科學合理的通風管道設計的重要性，有效地降低瓦斯爆炸的可能性。

3.4 構建完善的沿空留巷技術方案

我國煤炭資源所處地理位置復雜多變，在煤礦開采階段，在礦井內沿空巷道具有不同的深度，承受著不同的壓力。這就需要工作人員在應用沿空留巷技術時，進行大量的、科學的設計與計算工作。這些工作主要集中在礦井內部支護與外壁受力兩個方面，并綜合考慮礦井所處的地理位置、地質條件以及環(huán)境因素等，構建完善的沿空留巷技術實施方案是開采安全順利的關鍵保證。

4 結束語

綜上所述，在我國開采煤礦企業(yè)中，沿空留巷技

術已得到了廣泛的應用。該技術不僅能夠有效提高煤礦企業(yè)的經濟效益，而且還可以確保煤礦開采工作的安全、有效進行，確保開采人員的生命安全。因此，為使我國煤礦開采企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，采礦企業(yè)應在進一步推廣使用沿空留巷技術的過程中，提高機械化應用水平，對煤礦開采方式進行不斷的改革和創(chuàng)新，從而更好的推動煤礦企業(yè)綠色健康發(fā)展。

參考文獻：

[1] 武建國.淺析沿空留巷技術在煤礦開采中的應用[J].科技風,2013(11):112-112.

[2] 樊未來.淺析沿空留巷技術在煤礦開采中的應用[J].科學與財富,2014(8):63-63.

[3] 張 楠.沿空留巷技術在煤礦開采中的應用探析[J].科技與企業(yè),2015(10):122-122.