无煤柱沿空掘巷技术的应用

无煤柱沿空掘巷技术的应用

摘要：以盘江煤电（集团）公司火铺矿21121、21123工作面为例，介绍了为选择合理的工作面布置方式，减小矿山压力对回采巷道的影响，减少支护成本投入，减少区段煤柱损失，加快施工进度，确保安全生产的技术工作经验。

关键词：煤柱，沿空掘进，应用 1、慨况

盘江煤电集团公司火铺矿21123工作面是火铺+1400水平21采区12#煤层南翼第二亚阶段工作面，该工作面地面标高+1843.4m~+1924.3，工作面标高+1645.0m~+1590m，本煤层倾斜向上的21121工作面、21122工作面已经回采结束，上覆10#煤与12#煤合并或局部地段10#煤与12#煤层间距0.2~1.2m，上覆7#煤层的2171、2173工作面已经回采结束，下14#煤层的尚无开采活动。

煤层赋存及顶底板情况如下：12#煤层厚3.5m，局部与其上覆10#煤层的层间距约0.2~1.2m，10#煤层厚0.6~2..0m，10#顶板主要是灰色粉砂岩及灰色细粉砂岩与菱铁矿互层，12#煤层底板主要为灰色泥岩和粉砂质泥岩。

2、技术基础条件：

火铺矿自建矿后，1971、1973年分别投产以来，回采工作面巷道均采用留设区段煤柱布置，区段煤柱为8~25m，随着生产技术的发展，近年来逐步将区段煤柱减小，留设3m的小煤柱布置工作面，为解决矿山压力问题，支护难度问题及施工问题。近几年我矿大力推进锚杆（索）支护，解决支护困难问题。但是留设小煤柱布置的回风巷矿山压力仍然很大，准备回采前，巷道需多次翻修才能满足安全生产的需要。在回风巷留设3m小煤柱布置回采巷道时，虽比留设8~25m煤柱的矿压显现小，但相比之下矿压仍然较大，支护困难，施工较慢，维修次数较多，人力、物力及时间上浪费较大。留煤柱布置回采巷道还要丢资源。

火铺矿21121工作面风巷外段370m因系统原因留设煤柱较大，外段大部分巷道处于原始应力区，矿压显现不明显。中段200m留设有5m小煤柱，中段、外段均采用锚网索梯支护，中段处于应力升高区，矿压显现较大。在风巷掘进过程中，锚杆（索）常有被拉断现象，为此风巷里段调整煤柱宽度，采取留设3m煤柱掘进，架设拱型棚支护，虽然矿山压力比留设5m煤柱的情况较小，但是自巷道掘进结束形成系统回采，该段巷道仍然要经过两次翻修才能满足安全生产的需要。21121工作面运巷及风巷外段布置在原始应力区内，采用锚网梯索支护，矿压显现较小。

火铺矿21采区21121工作面于2007年3月份开采至2008年2月份回采结束，21121采面在回采过程中，运巷（锚网梯索支护）靠下帮侧顶板可悬顶长度达20m仍未垮落。21123风巷从2007年11月开始从23采区方向往21采区方向掘进。

为了解决矿山压力对回采巷道的影响，经矿研究，对21123工作面设计进行修改，提出如下技术方案：将工作面风巷沿上区段工作面运巷布置，采取沿空掘进。运巷则布置在原始应力区。方案提出后，为了用生产实践证明该技术方案的可靠性，我矿在设计21123工作面时，将21123风巷沿空掘进（如图所示：21123风巷上半部分布置在21121运巷采空区内，下半部分布置在煤体内）。在21123风巷施工过程中采取先探后掘等保证措施，确保该巷安全施工。

3、可能出现的问题安全掘进的措施：

21121采面回采后，21121运巷未充分垮落，局部存在空洞瓦斯和积水等，给21123风巷掘进工作面掘进带来困难并威胁安全生产。为保证21123风巷的安全施工，施工过程中采取以下措施：

1）治水：施工时必须将巷道内的水沟、水窝挖设好，保证水沟畅通，并对巷道内的排水设备进行认真的检查，必须保证排水设备的正常运转，保证能正常排水。

2）探放水：对于老巷冒落严实的地段，前方老巷及采空区可能有积水，需要对采空区的积水进行探放，具体方法为往前探8m，允许进3m，留5m安全距离。

3）局部瓦斯管理：施工过程中若施工前方有空洞，施工点往里严禁有人。若空洞大能接入风筒时，必须将风筒接至空洞内稀释瓦斯，若空洞较小，不能接入风筒可采用压风管接入空洞内稀释瓦斯，现场瓦检员必须加强瓦斯检查工作，只有瓦斯浓度小于1%时，方可进行一切工作。

4）放炮管理：布置炮眼时，炮眼只布置在新掘巷道的下帮及底部，必须炮眼最小抵抗线不得小于0.5m，炮眼必须用黄泥封填严实。由于沿空掘进，巷道完全处于卸压安全区，施工过程中按照非突出工作面进行管理。

5）防止迎头片帮、溃浆：施工过程中，工作面后路备有足够的木撞楔的铁撞楔，采取打撞楔的方法控顶、控帮，然后在掩护下进行刷掘、挖腿窝、立腿架棚等工作，防止巷道上帮采空区溃浆伤人；迎头响完炮探梁支护顶板后，使用护壁网护住迎头煤壁，防止迎头片帮伤人。

4、技术应用的经济、社会效益：

在采取留设3m小煤柱沿空掘巷，采用锚网索掘进时月平均掘进进尺110m左右，但巷道还没有等到安装回采，就急需对该巷道利用U型棚进行二次修复，在巷道支护成本上进行二次投入。

21123风巷利用无煤柱沿空掘进时，只采取了一次性U型棚进行支护就能保证采面的正常回采，且月平均掘进进尺为170m左右。相比较在支护成本上，就

21123风巷费用可节约700多万元。加之可对旧锚网等铁质材料进行回收，填补支护成本。不仅缩短了施工工期，也减少了人力、物力等等，从而大大减少投入成本。

采用无煤柱沿空掘进，可将区段煤柱进行回收利用，减少煤炭损失，就21123工作面而言，沿空掘进长度840m、采高3.2m、煤柱宽度3.0m，容重1.45t/m3，可回收煤炭11693t，可增加收入700多万元。

无煤柱沿空掘巷工作面完全处于卸压安全区，可提高掘进的安全性，工作面在卸压区域内，无煤与瓦斯突出危险，按照非突出工作面管理，减少防突工序，不用远距离放炮等，减少影响时间，增加有效进尺时间，加快施工速度，缩短施工工期，为工作面瓦斯治理提供足够的时间，减少采煤工作面回采过程中的瓦斯超限事故，21123工作面构成系统回采至今未发生过瓦斯超限事故。

5、技术的推广应用

鉴于21123风巷利用无煤柱沿空掘巷技术取得很好的效果，在生产过程中不断总结经验，通过认真分析认为，在工作面布置过程中采取无煤柱沿空掘进技术上可靠，经济合理，在现在我矿的工作面巷道布置中，如21124，2175等工作面回风巷布置均采用无煤柱沿空掘巷。

6、结束语

无煤柱沿空掘进是在采空区顶板岩石活动稳定后开始掘进，巷道完全处于卸压区，所受移动支承压力较小，可减少巷道的维修工程量，可以推广应用，但在施工过程中必须加强瓦斯及防治水管理。