刘广伟

（河南龙宇能源有限公司车集煤矿，河南 永城 476600）

采用沿空留巷技术可以有效节约煤矿开采中成本投入，提高实际开采效率。此外，沿空留巷技术可有效保证运输巷道的安全性，确保作业人员人身安全，促进我国煤矿开采行业持续发展。下文对沿空留巷技术及其存在问题叙述，提出对应解决措施，以实际工程为例，突出介绍沿空留巷技术优势，为推广该技术奠定坚实的基础。

1 技术概述

沿空留巷技术在巷道支护上属于新技术，在无煤柱开采中，包含沿空掘巷及沿空留巷。沿空留巷技术沿采空边缘保留原有位置，以技术手段使采煤工作面沿保安煤柱维护巷道。沿空留巷技术回收保安煤柱，对上区巷道再次支护，便于下一区使用。在回收资源的同时，煤资源耗损较少，沿空留巷技术具有可观的利用价值。

2 沿空留巷技术应用现状

2.1 支架技术单一

传统煤矿开采中，多以支架实现巷道保护，以提高作业的安全性。但是，支架支护只存在于浅层矿井，深层矿井及大型矿井对支架压力负担较大，且深层矿井瓦斯含量高，开采有一定难度，对支架稳定及牢固性有严格要求，传统支架技术不能满足要求。在煤矿开采行业不断发展背景下，其对支架形式、类型要求越来越多，传统支架技术具有单一性，无法满足时代发展需求。

2.2 砌墙法支护效果不理想

煤矿开采中，预制块砌墙也属于支护技术的一种，该方式可解决密集支架及矿矸石堆法弊端，但是该方式不可长久使用，多应用于临时支护，无法使顶板及隔离墙紧密结合，支护效果不理想。

2.3 煤矸石堆法效率较差

煤矸石堆法自身投入成本低，操作简单，在早期煤矿开采中有大量使用。但是，该技术对矿井隔离稳定性力度不够，无法切实保障开采的安全性，进而影响煤矿开采效率。煤矸石堆法在技术上属于早期技术，开采需大量人力给予必要支持，消耗一定的人力成本。但是其实际施工成本不高，受到一些企业推崇，不利于煤矿开采业持续发展。

2.4 巷帮填充的支护方式不稳定

巷帮填充支护方式支护广，在不同煤矿开采中应用广泛，但是沿空巷中应用该技术压强变化频繁，顶板承受压力大，且填充支护方式选择的填充材料强度较低，不能满足巷道支护安全性需求

3 强化沿空留巷技术的建议

3.1 科学支护方式

（1）提前支护。沿空留巷技术顶板及石墙支护是弱点，煤矿开采不断发展过程中，需积极引入先进支护技术及用具。对沿空巷道支护时，受混凝土石墙及顶板连接异常影响，应提前支护，以强度比较大的螺纹锚杆及梯形钢实现良好支护。开采作业面巷道宽度随开采进度不断缩小，支架会发生变形甚至折断，需优化后方动压支护，以临时支护方式，选择钢梁棚、单柱体实现提前维护。

（2）强化顶板支护。顶板下沉占据巷道空间，需以不同支护方式强化顶板支护：①矿井混凝土石墙浇筑前，需留有足够空间，以混凝土石墙及金属网实现顶板支护，墙体浇筑厚度控制约1.5m。②以梯形棚实施支护，按照混凝土浇筑方式浇筑，设计锚索，以锚网加强支护，在此基础上，可在锚网支护时融入钢带，强化效果。

3.2 以混凝土强化煤矿巷道力度

可增加煤炭回采面混凝土石墙保护，降低顶板下沉概率。混凝土自身强度大、韧性好，承载力高，在各项工程中应用广泛。煤矿开采中，可以混凝土提高承载力，回采工作面处，沿预留巷道浇筑混凝土支护，石墙是应随开采进度适当调整。此外，需考虑到石墙倾斜造成的压力负担，强化石墙支护，有效避免顶板下沉。

3.3 优化安全事故预警系统

（1）煤炭开发中，煤层中的易溢出瓦斯，造成爆炸，引发严重安全事故。因此，开采中需设计安全事故预警系统，对瓦斯爆炸实现科学控制。还要制定瓦斯爆炸后紧急措施，将危害降到最小。检测上需实时掌控瓦斯及煤具体参数，周期性检测。通风上需确保通风有效性，建立规范性通风系统。管理中需进一步完善管理措施，隔离煤层瓦斯地质，定期检查煤层瓦斯，了解分布位置，区分于煤炭开采位置，避免瓦斯爆炸发生。

（2）通风。通风设计在巷道浇筑中，抽放瓦斯设备连接采空区，强化气体流通，及时排除瓦斯泄漏。通风主干道及通风管设计独立控制，动态检测瓦斯浓度，以预防为主要手段。

4 案例分析

以河南省商丘市某地区煤矿开采为例进行分析，该煤矿开采工作面紧张，煤层含有大量瓦斯。为保证施工快速、安全，采用沿空留巷技术施工，工作面以走向长壁后退式综合机械化采煤方式采全高。以抽出式负压通风方式（系统为U 型）通风。工程施工工作面及端头均采用ZY-3800/16/35 液压支架支护，共160 架。

4.1 施工工艺

待采煤设备割通机尾后，以锚杆结合钢筋托梁实现顶板支护，单体支柱融入π 型梁强化支护，随后填入材料支护。

（1）工作面机尾顶板设置经纬网（1×10m），并以螺纹钢锚杆（D20mm×2000mm）配合钢筋托梁（2.5m）及铁饼压网实现合理支护，控制排距600mm，巷道侧首根锚杆距巷角锚杆300mm，采煤设备工作一次后，机尾施1 排锚杆，挂经纬网，长边接100mm，短边和巷道钢塑网搭接200mm，以14 号铁丝双股对折后形成双排扣（300mm）联网，要求联网间距在200mm 以内，扭结三圈以上。

（2）锚杆及挂网的完成后，以DZ-28 单体液压之间结合π 型梁（2600mm）形成平行支护，柱距及梁间距均控制为750mm。

（3）采空侧及充填墙体之间，以DZ-28 单体液压结合π 型梁（2600mm）形成垂直于巷道形成迈步支护，梁间距作业需求合理调整。

（4） 机 尾 支 架 尾 部 设 柔 模 空 间， 达 到2.6m 后在材料巷落山帮4400mm 进行支护， 要求柔模规格1800×1900×2700mm。

（5）柔模中，三面以DZ-28 单体液压支护配合π 型梁（3.6m）固定柔模于顶板位置。

柔模中需预留孔洞，穿对拉锚杆（D20），控制实际拉筋长度约2000mm，控制对拉间距600mm，对拉锚杆两侧以螺帽配合10×100×100 铁饼实现进一步加固，确保柔模最终填充宽达到1900mm。

（6）采用2000×1000mm 钢筋网片围起柔模，空间外侧钢筋网片约0.5m 间隔处设计戴帽单体支柱。

4.2 应用中的存在的问题及解决

（1）工作面若发现地质变化较大或机尾存在顶板破碎，支护不够牢固。势必增加支护成本，加大工作量。顶板存在碎矸石，若密闭材料及顶板接触不良，将引发瓦斯泄露。

（2）针对上述问题，需以单体支护配合π 型梁优化支护，将梁深入采空侧，维护顶板，减少顶板垮落度。以片石及水泥沙浆修复顶板，确保瓦斯无泄露。试验后将填充墙体更改为1900mm，确保支护稳定的同时，减少耗材。

4.3 经济效益分析

（1）直接效益。采取上述施工方式可确保煤量回 收 可 达 到30×1.5×1.39×0.95×650， 得 到 结 果 为38624.625t，若煤炭单价为500/t，计算得到：该工程中，采用沿空留巷技术最终收入增加19322212.4 元。

（2）间接效益。通过应用沿空留巷技术，煤矿巷道掘进速度大大增加，煤矿开采、巷道掘进各道工序科学配合，煤炭产量得到增加。此外，采用该技术通风系统较合理，瓦斯可有效排除，不存在瓦斯积聚问题，可减少不必要的煤矿矸石输出。

5 结语

综上所述，沿空留巷技术可对煤矿开采巷道再次利用，有效提高掘进速度及质量，提高巷道支护水平。以沿空留巷技术，原本工作面煤柱得到优化，煤炭回收率得到的提高，且巷道后期维护力度及维护费用大大降低，具有明显优越性，有效解决了工作开采面的科学衔接，有可观的经济效益，在煤矿开采中具有实际推广价值。