时光，刘保华，苗永晏

(皖北煤电集团公司百善煤矿，安徽淮北235154)

前进式沿空留巷工作面“Z”型设计研究及应用

时光，刘保华，苗永晏

(皖北煤电集团公司百善煤矿，安徽淮北235154)

针对常见的工作面回采顺序:后退式、前进式两种回采方式都存在不完善的问题，提出了两种方式结合的前进式沿空留巷“Z”型布置工作面回采方式，“Z”型布置工作面的特点是两个工作面可以同时布置，共用生产系统，并在百善煤矿681煤柱工作面优化设计中取得了巨大的经济效益。推行无煤柱开采，是煤炭企业改善安全条件和经济技术指标，增产、提效的重要途径之一。

后退式;前进式;前进式沿空留巷;“Z”型布置

我国煤炭产量逐年上升，煤炭为不可再生资源，随着开采强度的加大，煤炭资源也将日益枯竭。如何科学合理地开采煤炭资源，实现开采吨煤效益最大化，而非总产值最大化，将是每一位从事煤炭事业技术管理人员需要思考的深层次问题。

近年来，先进的开采技术和管理理念已得到了推广应用，工作面推广无煤柱开采，矿压控制、沿空留巷技术也日渐成熟;精细化管理也成为煤炭企业管理的精髓。为了进一步降低开采成本，提高开采效率，提升企业效益，需根据矿井生产技术条件不断探索出新的开采技术、工艺及管理理念。

1 “Z”型布置设计思路

采煤系统分析中工作面回采顺序一般有:后退式、前进式、往复式及旋转式等几种。回采顺序不同，工作面巷道布置也不同。工作面由采区上山方向回采，称为后退式，是我国最常见的一种回采顺序。工作面由采区上山方向向采区边界方向回采，称为前进式，其工作面机风巷道不需预先布置，只须随工作面推进在采空区中留出，即沿空留巷。沿空留巷前进式采煤的优点是减少了巷道的掘进工程量，提高了回采率。但巷道必须采取有效支护手段及防漏风。由于工作面巷道不预先掘进，煤层赋存条件不明，一般宜在地质条件简单时使用。这种方法目前在我国采用较少。为了将后退式与前进式优缺点相互弥补，扬长避短，在此基础上，提出工作面半后退式、半前进式的回采顺序，其工作面巷道布置见图1。工作面巷道布置特征象“Z”字形状，称之为工作面巷道“Z”型布置。工作面巷道“Z”型布置具有后退式回采的优点，又具有前进式回采开采的优点，是两者较完美的结合。

图1工作面巷道布置图

2 开采技术分析

1)前进式沿空留巷。

沿空留巷是随着采煤工作面的推进，采用适当的巷旁充填方法，隔绝采空区，沿采空区留下巷道的一种方法，工作面巷道采用“Z”型布置开采，其中一条巷道随着工作面向前推进，始终保持前进式沿空留巷，如图1所示，1#工作面风巷采用前进式沿空留巷，在采空区侧留巷形成。沿空留下的巷道可作为开采下一个工作面的顺槽，一巷两用，节省掘进巷道的费用，避免采掘失调、接续紧张。沿空留巷省去了工作面的煤柱，大大提高了资源回收率。

随着支护技术的不断提高，沿空留巷支护技术日益成熟，支护材料选择种类日益增多。如砌筑矸石带。随着回采工作面的推进，在巷道上帮砌筑2 m左右宽的矸石带，以便维护区段运输巷。支设密集支柱或木垛。在巷道上帮靠近采空区处，随着工作面的推进，及时支设单排或双排的密集支柱或木垛。采用硬石膏充填带。在巷道靠近采空区一侧，采用天然的或人工硬石膏(硫酸钙)，与速凝水泥作刚性充填带，这样既可支撑顶板维护巷道，又可隔离采空区，对减少自燃发火危险和改善通风状况有利，但造价较高，在国内尚未广泛使用。应根据工作面巷道压力显现具体情况，选择合理的支护方式，达到有效控制围岩稳定，满足支护要求的目的。

2)“Z”型布置工作面生产系统。

“Z”型布置工作面最大的优点是两个工作面可以同时布置，共用生产系统，如图1所示。“Z”型布置工作面开采通过前进式沿空留巷形成完善的生产系统，并且前进式沿空留巷也作为下一个工作面的风巷，以图1为例工作面生产系统如下:出煤系统:1#工作面原煤→1#工作面机巷→采区皮带机巷;运料系统:采区轨道巷→2#工作面机巷→2#工作面切眼→1#工作面沿空风巷;通风系统:新鲜风流经采区轨道巷→2#工作面机巷→2#工作面切眼→1#工作面沿空风巷→1#工作面;污风经1#工作面→1#工作面机巷→采区皮带机巷。

3)技术条件。

工作面巷道“Z”型布置开采技术需采取前进式沿空留巷，一般适用于低瓦斯矿井、地质构造简单、煤层不易自燃、煤层厚度不大的采煤工作面。如果两个工作面同时布置，应考虑工作面压力显现情况、留巷时间与工作回采时间之间的关系，以此为依据来设计选择工作面合理的面长和推进长度。达到优化工作面设计的目的，从而实现效益最大化。

3 681边缘三角煤柱工作面设计优化

皖北煤电集团公司百善煤矿681炮采工作面布置在68采区南部边界位置，主要回收68采区南部剩余的各类煤柱(684、683、682及断层、边角煤柱)，工作面特征是生产系统长，工作面圈定储量小，各类煤柱分散且独立，中部有一大范围无煤区，这些不利因素给工作面的布置带来极大不便。采用常规的工作面布置方式设计该工作面，将造成工作面各生产系统复杂，掘进及巷道维修工程量大，岩巷工程量多，不利于工作面掘进准备和安全生产工作的开展，同时增大了开采成本。为此该矿经研究决定采用前进式沿空留巷工作面“Z”型开采技术回采布置方式优化681工作面设计，主要体现以下几个创新点:

1)将机巷布置在682采空区与断层之间的缝隙煤层中，减少了近500 m岩巷掘进量，同时多出了近1万t掘进煤。风巷与北部西翼总回风巷相贯通，工作面形成Z型布置方式，缩短风巷长度。通风路径短，阻力小，优化了通风系统。

2)681煤柱段工作面近200 m巷道采用前进式沿空留巷方式，实现Z型通风方式，完善了通风系统，减少了近1 000 m巷道掘进量。

3)风巷又作为工作面的泄水巷，工作面出水经回风道流北部西翼回风巷水沟，实现了工作面煤水分流，排水能力增大，增大了工作面抗水害能力，为工作面安全生产提供了保障。

4 681煤柱工作面设计优化经济效益

采用前进式沿空留巷优化681煤柱工作面设计，减少了近1 200 m掘进巷道，其中岩巷500 m，煤巷700 m，节省巷道掘进600万元，同时多回收煤炭资源近1万t。回收资源效益500元/t计算，约增效500万元，因此，前进式沿空留巷优化681工作面设计总创效1 100万元。

5 结语

1)沿空留巷工作面“Z”型布置工作面，减少了近一半巷道掘进准备，有利缓解工作面接替紧张的压力。2)回采期间应采取有效措施处理采空区漏风问题。3)留巷支护设计应根据矿压显现情况及留巷时间长短，选择适当的支护设计。

Research and Application on"Z"Type Design of Forward Gob－side Entry Retaining Working Face

Shi Guang，Liu Bao－hua，Miao Yong－yan

Aiming at the common working face mining sequence has two mining methods of backward and forward，there are not perfect problem，puts forward the working face mining mode of"Z"type layout of forward gobside entry retaining which two ways combine，the feature of"Z"type layout working face is can simultaneously arrange two working face，share production system，and in the optimization design of 681 coal pillar working face of Baishan coal mine，gained enormous economic benefits．Implement the mining without coal pillar，is one of the important ways which the coal enterprises improve safety conditions，economic and technical index，increase production and enhance efficiency．

Backward;Forward;Forward gob－side entry retaining;"Z"type layout

book=4,ebook=159

TD263

A

1672－0652(2012)04－0051－02

2012－02－28

时光(1980—)，男，安徽淮北人，2006年毕业于山东科技大学，助理工程师，主要从事采煤技术管理工作(E－mail)9923425400@163．com