沿空留巷支护技术在响水煤矿的运用

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1、浅析沿空留巷支护技术在响水煤矿的运用摘要：沿空留巷是指上区段采煤工作而冋采期间沿采空区边缘维护原区段运输巷巷道作为下区段回风巷巷道的技术。经贵州盘南煤炭开发有限责任公司响水煤矿的实践证明，该支护技术能有效控制围岩的变形与失稳，并取得良好的技术、经济效果。关键词：沿空留巷支护技术控制顶板1引言贵州省盘南煤炭开发有限责任公司响水煤矿白2003年12月开工建设，是国家煤炭重点规划矿区的特大型骨干矿井，是国家重点建设项目，也是贵州省现代化程度最高的煤矿。该矿矿区面积68平方公里，探明工业储量10.5亿吨，可采储量4.48亿吨，煤种齐全,设计生产能力为

2、400万t/s。为了减少巷道掘进量，节约掘进费用，缓解接续紧张，而且最大限度回收资源，避免煤体损失，延长矿井寿命，提高综合经济效益,公司领导非常重视沿空留巷支护技术的实践与运用，先后在河西采区W1301、W1302I作面试验并取得了成功，为响水煤矿技术经济的发展取得了显著成果。2沿空留巷围岩失稳机理工作面回采后，原巷道将失去一侧煤壁的支撑，上覆岩层将发生剧烈运动。由于沿空留巷顶板处于一侧煤帮支撑，一侧悬空不稳定支撑条件下，沿空留巷釆空区侧伪顶、直接顶岩石垮落，老顶岩层受到拉伸和压缩作用，在留巷煤壁一侧上方产生裂隙，老顶岩层发生弯曲断裂，留巷上

3、方形成“悬臂梁”结构，如图1所示；随着裂隙不断的发展，早先形成“悬臂梁”结构的老顶断裂成岩块8和岩块b,并向下回转与早期断裂的岩块c接触，在水平挤压力作用下形成一个两端分别以留巷煤帮和采空区冒落肝石为支点的饺接“砌体梁”结构，如图2所示。由于岩块b承受着上覆岩体和自身岩体的强大载荷，支撑它两端的煤帮和岩块C两个支点便需要承受这部分载荷。如果任一支点支撑不了分担的载荷，岩块b就会发生运动。另一方面，如果两个支撑点均能支撑起各自分担的载荷，而岩块b承担不了上覆岩体和自身的载荷，岩块b同样会发生运动。根据上述分析，沿空留巷围岩的失稳机理有以下四种：

4、切顶失稳,回转失稳,破断失稳，冒落失稳。3沿空留巷的支护技术现状沿空留巷的支护技术就是要防止留巷围岩发生切顶、回转、破断和冒落等四种形式的失稳，关键是控制顶板和加固煤帮，尽可能控制老顶不切落、不回转、不断裂、不冒落，保持“悬臂梁”结构或形成“简支梁”结构。经过儿十年的研究应用，沿空留巷技术成功与失败并存，现就目前沿空留巷技术现状阐述如下：(1)密集支架形式：以支架形式完成,都是应用到一些采面地压相对较小并且煤层赋存条件较好的无自然发火的低瓦斯矿井。这种方式由于支护材料品种多、工作量大、支护效果差、采空区隔离效果差等问题现在很少应用。(1)砰石

5、堆垛方式：简单经济，但不能达到及时有效支撑顶板，容易造成顶板过量下沉导致巷道不利于回采工作。这种方式虽然材料单价低，但会消耗大量的人力，而且隔离效果很差，因此适应面很小。(2)砌体墙法：采用预制块砌墙可以克服上述⑴和⑵所述密集柱和肝石堆垛的许多缺陷，能够基本形成一道隔离采空区的密闭墙体。但不能解决墙体与顶板的接顶问题，易造成顶板过量离层使得支护效果不佳。(3)高水高效充填支护法:随着工作面在釆空区所在一侧构筑巷帮充填体形成巷帮支护带。其使用材料强度低，用量大且不能有效控制直接顶的离层和及时切断直接顶，不利于保持巷道的稳定性；同时，由于成本高，

6、支护效果差，故现场实际应用很少。该方法的优点是充填范围大，适应性广，施工机械化程度高；该方法的缺点是：支护强度低,很难适应沿空巷道的高压突变性；材料成本很高。(4)现浇混凝土隔墙法：材料用量大，但适应性广，承载力高，能够形成足够的切顶强度，安全可靠。缺点:工程费用高，施工复朵，以及强度上升的速度不能适应高产高效矿井T作面，不能保证墙体及时紧密贴顶。这种技术方案的施工方法主要有：1)大型自移式沿空留巷充填支架；2)桶柱方式巷帮支护法;3)膏体混凝土法;4)柔模支护技术。4沿空留巷支护技术工程实例现以贵州盘南煤炭开发有限责任公司响水煤矿播土采区e

7、2301采煤工作而沿空留巷的支护形式为例进行阐述。响水煤矿e2301釆煤工作面埋深-lOOin〜-180m,走向长475m,倾斜长200m,煤厚2.56~5.0m,平均3.Im,煤层倾角7?埃翰憔哂忻河胪咚雇怀鑫o招裕翰愀炒婕虻9髅嬷苯佣）岁？5m的泥质粉砂岩，老顶为厚度15m以上的粉砂岩，直接底为0・2ni的泥岩，老底为厚度人于10m的泥质粉砂岩。工作面机巷采用沿空留巷技术，巷道形状为梯形巷道，掘进吋巷道宽4.6m,中高2.8m；留巷后巷道宽4•加，屮高2.8m。4.1巷内支护巷内支护主要是加固煤帮、加强留巷巷道上方顶板的强度及其完整性，防

8、止切顶失稳、破断失稳和冒落失稳。由于沿空留巷巷道顶板受力集中、采动影响大，造成围岩松动圈和位移量大，支护难度大，为了保持沿空留巷的稳定性，降低围岩的松动圈厚度和位移