沿空留巷技术与工程案例
沿空留巷技术在东峰煤矿开采中的运用
沿空留巷技术在东峰煤矿开采中的运用摘要：在煤矿开采中应用沿空巷道技术已取得良好成果，为更好地适应采煤作业安全与质量要求，必须不断总结经验，进一步改进现有问题及不足，实现安全高效生产。
关键词：沿空留巷；煤矿开采；应用随着市场经济的持续发展，煤矿业得到了国家的充分重视。
在煤矿业持续发展中，沿空留巷技术应用较广泛，有效节省了采煤成本，提高了开采效率，还能有效保障运输巷道安全、人员人身安全，促进煤矿开采业的可持续发展。
因此，东峰煤矿积极引进沿空留巷技术，以提高本矿煤炭开采质量。
一、沿空留巷技术概述1、特点。
沿空留巷技术是在煤矿开采中应用的一种相对较新的技术，在进一步提高煤矿开采率方面起着重要作用，是当前应用的巷道支护中的一种，简单地说，沿采空区边缘维护原回采巷道，可回收传统采矿留下的保安煤柱，重新支护上个区段巷道作为下一区段施工巷道，提高煤矿资源回收率，减少煤体损耗。
近年来由于其技术优势使用越来越多，但也出现了一些问题，需有针对性的调整优化，以充分实现其功能并促进煤矿开采业的进一步发展。
2、应用意义。
煤炭是我国主要能源，占能源总量的75%以上。
但据统计，已发生的重大煤矿事故包括煤尘、瓦斯、火灾、冲击地压、水灾等危害因素。
其中，死亡人数最多的是瓦斯、煤尘爆炸、水灾。
可从近年来发生的煤矿事故中看到，造成的死亡人数绝大多数超过百人。
有很多因素导致事故，包括主客观因素。
为进一步提高煤矿开采效率与安全性，沿空留巷技术在实际应用中具有重要意义。
①起承上启下作用，为原有开采区提供有效支护，为日后采矿提供良好工作空间，满足采矿从业者需求，提高开发效率。
②能有效回收开采中的浪费区域，提高开采效率，降低整体浪费的同时提高整个操作区效率。
因此，应高度重视沿空留巷技术的开发，并积极扩大其应用优势与作用，以满足采矿需求。
二、煤矿开采中沿空留巷技术的应用问题1、缺乏先进的支架技术。
传统采煤工艺通常使用支架保护技术来加固维稳井下巷道，确保采煤作业顺利进行，但其不适合浅层开采，矿井深度不足可能会导致支架受力过大，而若矿井埋藏太深，则会降低支护安全可靠性。
(完整版)沿空留巷
【2012】山西灵石华瀛天星柏沟煤业有限公司090101回风顺槽沿空留巷设计说明书设计人：审核：总工程师：时间：柏沟煤业090101回风顺槽沿空留巷设计说明书无煤柱开采技术是煤矿开采技术的一项重大变革，在矿井的开拓成本、缩减接续时间及提升回采效率上均比原有的留设煤柱开采有较大的优势。
为缓解我矿采掘工作面接替紧张的压力，实现无煤柱开采，提高回采率，减少资源损失，提升经济效益，根据我矿实际情况，经集团公司领导与矿相关领导研究决定，为090101回风顺槽进行沿空留巷。
第一章沿空留巷巷道基本情况第一节地面相对位置及邻近采区开采情况井上下关系对照表第二节煤（岩）层赋存情况一、煤层特征表二、煤层顶底板状况9号煤层顶板为K2石灰岩，局部为薄层的泥岩伪顶，底板为泥岩或砂质泥岩。
目前开采的090101工作面为本矿9号煤层首个回采工作面，使用全部跨落法管理顶板。
顶板：为K2石灰岩，岩性坚硬，抗压、抗拉强度大。
岩层单向抗压强度32.1-63.2Mpa，平均44.4 Mpa，单向抗拉强度1.63-4.56Mpa，平均2.71 Mpa，抗剪强度1.73-6.11Mpa，平均4.05 Mpa。
稳定性好，属稳定-较稳定型顶板。
底板：为砂质泥岩，节理裂隙不发育。
属不稳定-较稳定型底板。
第三节地质构造总体为一轴向近南北方向的向斜构造。
第四节水文地质井田范围内没有大的地表水体。
矿区位于交口河上游支沟，井田内发育冲沟，各沟谷基本常年无水，仅在雨季汇聚短暂性洪流，属季节性沟谷河流。
第二章沿空留巷专项设计第一节设计目的及依据在煤矿原有的生产体系中，长期以来一直沿用留设煤柱的方法维护。
无煤柱护巷技术是煤矿开采技术的一项重大改革，无煤柱护巷支护技术中的沿留空巷技术曾经历了堆砌矸石、密集支柱、木垛、金属棚、高水材料垛式充填等留巷方式的无煤柱护巷的发展过程，积累了宝贵的生产技术经验。
我矿为资源整合后建设矿井，主副井筒及井下巷道均为新建，原开采的2#、4#煤层均已开采殆尽，090101是我矿在9号煤层布置的首个回采工作面。
某矿沿空留巷技术研究
环境工程2019·02100Chenmical Intermediate当代化工研究技术应用与研究平坦，整个煤层都是可以稳定开采的煤层，其外部存在有岩层，岩层呈浅黄色，其结构比较疏松，对煤炭开采产生了一定的负面影响。
3.支护方案的设计及数值模拟(1)支护方案的设计在进行支护方案设计时，整个支护方案所采用的是高强预应力让压锚杆支护、锚杆支护与锚索联合支护的形式，其需要设置w钢带控制锚杆，让锚杆形成完整支护应力圈，顶板上设置4根金属让压锚杆，锚杆与钢带的长度一般需要根据回采巷道的高度及实际需要进行设计。
同时，为了加强对巷道顶部的支护还可以设置锚杆垫片，这样能够满足整个大变形巷道的支护，避免锚杆系统在支护过程中被顶板压力破坏，而针对该问题可以专门在锚杆支护部分设置让压管，进而控制顶板的压力，这样顶板就可以自由的让出一部分局压力变形，以避免整个锚杆系统的破坏。
(2)FLAC 模拟后的锚杆支护效果在进行厚煤层回采巷道掘进层位与支护方案优化设计时，为了更加正确的模拟出整个巷道的支护情况，检验巷道支护效果，验证锚杆支护在整个巷道支护中的作用。
本次研究采用FLAC3D模拟软件对锚杆支护的方案进行了专业的数值模拟。
通过对巷道支护顶板、顶板的数据质模拟得出了锚杆支护的位移云图。
而根据模拟结果显示，这种支护方法在模拟时达到1800步时，将会达到平衡，而整个顶板在这种时候，则会呈现出下降的趋势，而底板在这种时候，则会适当隆起。
从模拟的结果来看，随着模拟步数的变化以及顶板下降，顶板隆起的变化，其预应力数值也将不断的发生变化，影响支护效果。
但是，其预应力在某个临界点时将呈现出比较稳定的状态，这种时候支护效果往往是最佳的。
(3)巷道顶板离层观测在对顶板离层进行观测时，可以看出整个顶板失稳的情况，在观测过程中如果能够及早的发现顶板失稳的预兆，这样在煤炭开采过程中，则能够有效的避免整个工作面发生离层或者是冒顶的事故，提高支护安全质量。
煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究
煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究【摘要】煤矿开采中沿空留巷技术是一种重要的采矿技术，本文对其应用进行了深入研究。
首先介绍了沿空留巷技术的基本原理，其优势包括减少安全隐患、提高采矿效率等。
通过实际案例分析，展示了沿空留巷技术在煤矿开采中的应用价值和效果。
随后讨论了该技术的改进与发展，探讨了提高煤矿开采效率和安全性方面的作用。
最后总结指出，沿空留巷技术在煤矿开采中具有广阔的应用前景和重要性，但也存在一定的局限性。
综合考虑其优势和局限性，可更好地指导和促进煤矿开采工作的发展。
【关键词】煤矿开采、沿空留巷技术、应用研究、基本原理、优势、应用案例、改进、发展、效率、安全性、应用前景、重要性、优势、局限性。
1. 引言1.1 煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究通过对沿空留巷技术的基本原理进行研究和探讨，可以更好地理解该技术在煤矿开采中的应用价值。
沿空留巷技术的优势主要体现在提高采煤效率、减少煤矿安全隐患、保护地表和地下水资源等方面。
结合实际案例，可以更具体地展示沿空留巷技术在煤矿开采中的实际应用效果和效益。
随着技术的不断改进和发展，沿空留巷技术在煤矿开采中的作用也会不断提升。
通过总结沿空留巷技术的优势和局限性，可以进一步明确该技术在未来的应用前景和发展方向，为煤矿开采的持续健康发展提供重要参考和支持。
2. 正文2.1 沿空留巷技术的基本原理煤矿开采中沿空留巷技术的基本原理是在煤矿开采过程中，根据煤层岩层特性和地质条件，通过在煤巷顶部或底部留置一定宽度的空间，形成一个沿矿床延伸的巷道。
沿空留巷技术的基本原理主要包括以下几个方面：1. 地质条件分析：在开采前对矿层地质条件进行详细分析，包括煤层的倾斜、断裂、岩性、构造等情况。
根据地质条件确定沿空留巷的位置、宽度和长度。
2. 巷道支护设计：根据煤层围岩的情况和巷道的长度、宽度等参数进行支护设计，采用合适的支护材料和技术，确保巷道稳定性和安全性。
3. 巷道开挖施工：根据设计要求和地质条件，采用合适的开挖方法和设备，进行巷道的开挖施工工作。
沿空留巷技术汇报
1、沿空留巷技术概述
太原理工大学
高水速凝材料和超高水速凝材料是能在高水灰比条件下快速凝结并 全部固化成为有一定强度的固结体的特种水泥混合物。
适用于沿空留巷、快速构筑密闭墙及采空区防灭火等方面。高水速 凝材料巷旁充填沿空留巷技术在很多不同的地质条件和开采条件下得到 了一定的应用。
采用高速速凝材料沿空留巷充填效果
（1）充填沿空留巷采用填充体支撑留巷方式，并未改变煤层上覆 岩层的传力结构。临近工作面煤体上方存在明显应力集中现象，巷道受 到来自上一工作面采空区的压力及下一工作面回采时顶板来压影响，给 沿空巷道的维护带来极大困难，且容易引发冲击地压等地质灾害，难以 维护，影响生产。
（2）充填沿空留巷的巷旁充填体大多为刚性材料，不具备“大变形” 特性，在顶板变形过程中无法达到同步变形，顶板变形能量未被释放， 填充材料易被压垮，导致沿空巷道失稳；若采用高强度的填充材料，则 会加大施工工艺复杂性和工程量，且充填材料成本高。
2、（1）“砌体梁”理论
太原理工大学
传统煤炭开采方法： 20世纪60-70年代，钱鸣高院士提出“砌体梁”理论，首次完整论述 了采空区上覆压力传递和平衡方法，通过留设区段大煤柱平衡顶板压 力，形成了长壁开采的121开采体系（简称121工法），为我国采矿开 采技术奠定基础。 121开采体系即开采1个工作面配套2条巷道，留设1个煤柱。因需留 设煤柱，导致资源浪费严重、采出率偏低，开采垮落、沉降波及地表， 造成地面生态环境损伤。开采工艺为先掘进巷道，再进行工作面开采， 开采过程中所产生的矿山压力容易损毁巷道。
沿空留巷技术缺点
太原理工大学
1、巷道围岩应力分布与矿压显现剧烈。 具体表现：采用沿空留巷维护的巷道需要经历两次采动高应力过程， 巷道围岩条件恶化，破碎区和塑性区变大，特别是在第一个工作面回采 后，在基本顶向采空区旋转、下沉过程中，沿空留巷不仅顶板发生剧烈 下沉，而且实煤体帮鼓出和底鼓严重，巷道围岩变形量大。 2、煤层自燃发火问题。（110工法） 具体表现：在自燃倾向性煤层应用时，因采用切顶卸压成巷时墙体 接顶不实，墙体局部压裂，会因漏风造成采空区及停采线等地段遗煤自 燃发火。
采煤工作面运输巷沿空留巷安全技术措施
采煤工作面运输巷沿空留巷安全技术措施由于我矿煤层瓦斯含量较大，煤层具有突出危险性，造成掘进单进水平低，采面接替紧张。
为了缓和这种矛盾，经矿领导研究决定，在3095工作面运输巷采取沿空留巷技术，用作3093工作面回风。
为保证3095运输巷沿空留巷的成功，特制定3095运输巷沿空留巷安全技术措施。
一、概况3095工作面位于309采区+375m水平～+400m水平之间的东翼，处于309采区东翼上段，工作面平均走向长137m（运输巷可采长度150m、回风巷可采长度125m）,倾斜宽90m，回采煤量3.8万t，可采期5个月，煤层赋存较稳定，煤层厚度1.6-2.9m，平均煤厚2.0m,煤层倾角平均27。
直接顶为灰至黑色泥质粉砂岩，厚1.13m-3.28m，老顶为深灰色厚层状石灰岩, 夹一层厚1.06m泥质粉砂岩。
底板为白灰粘土岩，遇水易膨胀。
3095运输巷支护方式为工字钢架棚支护，梯形断面，上净宽1.9m、下净宽3.0m，高2.2m，巷道净断面5.2m2。
对3095采面运输巷采用沿空留巷技术，其作用一是少掘一条3093回风巷，将以3095运输巷作为3094回风巷，可缓解采掘接替紧张局面。
二是少损失3094回风巷与3095运输巷的保安煤柱近1万吨。
三是3095工作面煤层稳定，无构造，顶板坚硬，容易维护，适宜沿空留巷技术的采用。
二、3095采煤工作面运输巷沿空留巷安全技术措施（一）3095采煤工作面沿空留巷只对3095运输巷进行沿空留巷，对3095回风巷则随回采而报废。
（二）沿空留巷方法：1、自3095工作面开切眼开始回采至135m处开始进行沿空留巷，一直留到工作面停采线位置。
2、工作面在回采过程中，运输巷原架设的工字钢三节棚不撤出，按照《3095回采工作面作业规程》的要求，设置超前支护。
3、施工工艺及顺序沿空巷道主要是保留3095运输巷，回采后原架设的工字钢棚不损坏，保持巷道的完整性，在出山邦打切顶（切顶（密集））支柱保护支架（在原工字钢支架中间的两根圆木加蓝竹板背接到巷顶，打一根单体支柱切顶）。
沿空留巷技术在东海矿的应用
与煤层等因素 ， 参照 有关 巷旁支 护强度理论 ， 经计 算， 充填带宽度为 ３ｍ， 高度为 １４ｍ 充填带的材料 ． ，
主要是 工作 面采 空 区 的 矸石 ， 有少 量 的运 输巷 卧 还
底 的矸 石 。
如图 ｌ 所示 ， 下巷沿空 留巷方式采用码石墙 、 打
板移近量不大， 观测点超前工作 面 ５ｍ时才开始 出
现变化 ， 至煤壁时顶底板 移近量 为 ４ ｍ左 右 ， ０ｍ 断 面收缩率不足 ２ 在沿 空 留巷期 间即滞后 工作 面 ％， ２ 以内时 ， ０ｍ 收缩变化显著 ， ５ 至 ０ ｍ时基 本稳定 ， 顶底 板移 近量 约 为 １０ ｍ 左右 ， ６ ｍ 断面 收 缩 率 约 ８ ， ％ 显然 ， 沿空留巷 的断面收缩 ， 主要取决于沿空留
末排柱 ， 个别顶板破碎处挂网支护 。锚索钢带护 帮
必须 超前施 工 ， 前 量 不 得 小 于 ２ 锚 索 间距 ３ 超 ０ｍ，
ｍ， 在原钢带之间 ， 距离上帮 １０ｍ施工 。锚索锚 固 ． 长度不得小于 １０１， 固力不得小于 ８ ０ｔ ． 锚 １ １ ． 。护帮 网与煤壁接触严密 ， 不平处用托末刹紧， 锚杆排间距
为 ０ ８ｍ。 ．
１ 煤层赋存条件及生产技术条件
东 海煤 矿 的左 四副巷／ 五路 回采 工作 面位 于 左
五采 ２ ３绞车道东侧 ， 其范围东起切割上山 ， 西止保 护煤柱 线 ， 起 左 四副巷 ， 止 ２ 五 路 ， 向 长 上 下 ３左 走 度 ７０ｍ， ３ 倾斜长度 １０ｍ， ４ 倾角 ｌ。 ５ ，３煤层 ３ ～ｌ。２
・｜ ＿ ．＿ ０ —— 。２ ０— — —— — —
图 １ 沿 空留巷及支护
沿空留巷技术在鹤煤中泰矿业31021工作面的应用
沿空留巷技术在鹤煤中泰矿业31021工作面的应用在工作面上顺槽采取沿空留巷方法，及时缓解了矿井采掘接替的紧张局面，提高了采区资源回收率、降低万吨掘进率，实现Y型通风，有效解决工作面上隅角瓦斯超限问题，对瓦斯治理有着重要意义。
标签：沿空留巷技术应用河南煤化集团鹤煤公司中泰矿业位于河南省鹤壁市北部，为河南煤化集团鹤煤公司骨干矿井之一。
1958年3月建井，1960年11月以年产60万吨简易投产。
1992年12月矿井第一次改扩建竣工，生产能力为90万吨/年，2011年7月第二次改扩建竣工，设计生产能力150万吨/年。
矿井采用立井、暗斜井分水平开拓。
矿井煤层顶底板情况为：直接顶：黑色砂质泥岩，层面含大量植物茎部化石及白云母碎片，平均厚7.5m，普氏硬度系数f=6.37；老顶：灰色中粒砂岩，矿物成分以石英为主，暗黑色矿物次之，层面含白云母碎片，具斜层理，钙质胶结，平均厚9.5m，普氏硬度系数f=10.5；直接底：灰黑色砂质泥岩，含砂量由上而下逐渐增多，厚 4.5m；老底：深灰色中细粒砂岩，中间夹薄层黑色泥岩及黑色泥质包裹体，层面含白云母碎片，平均厚8.5m，普氏硬度系数f=8.53。
矿井煤层平均厚度为8.4米，2006年我矿被鉴定为煤与瓦斯突出矿井，矿井瓦斯绝对涌出量53.3m3/min、相对量17.14m3/t，为煤与瓦斯突出矿井。
由于受防突限制，采取剥离保护层方法回采，掘进及回采保护层期间，瓦斯涌出量大，严重影响掘进及回采速度。
目前矿井生产模式为“两综一准”，采用倾斜长臂式采煤方法。
由于矿井地质条件复杂、瓦斯涌出量大等原因，掘进速度难以保证综采工作面的正常接续，采掘接续紧张。
为缓解矿井采掘接替的紧张局面、提高采区资源回收率、降低万吨掘进率及降低工作面上隅角瓦斯超限问题，经研究决定，在31021综采工作面上顺槽采取沿空留巷方法。
沿空留巷是指在上区段工作面采过后,通过加强支护或采用巷旁支护等有效方法将采空区运输平巷保留下来,供下区段开采时作回风巷使用，其目的使一条巷道可以得到两次利用。
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2.54
21.20
6.81
50.07
4.55
26.14
14.61
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2.78
我国煤炭采出率仅为30%~40%，其中，煤柱损失所占比重最大； 无煤柱开采可提高资源回收率15%以上。
6
2）矿井采掘规划与采区开拓开采布局的革命
14
1）岩层赋存条件变化对顶板运动的影响
厚直接顶回采结束
薄直接顶回采结束
基本顶直覆回采结束
顶板后期跨落特点：
顶板 条件
基本顶 破断位置
厚层直接顶 充填体外5m
薄层直接顶 充填体外3m
基本顶直覆 充填体边缘
周期来压 步距 18m 20m 33m
顶板 旋转角
6° 16° 21°
沿空留巷 来压强度
缓和 较强 强烈
8
4）是实现煤气共采的科学方式之一
Y型通风方式 消除上隅角瓦斯超限 问题 实现煤气共采
无煤柱沿空留巷
9
5）无煤柱沿空留巷的分类
按采煤工艺（煤层厚度）：炮采、普采、综采、综放
按煤层倾角：近水平，缓倾斜、倾斜 按工作面推进方式：走向（上顺槽、下顺槽）、倾斜
按断面大小：小断面（8m2以下）、大断面（留巷8m2以上） 按墙体材料：木垛、密集支柱、矸石、高水材料、砼 按充填墙体的位置：原位、半原位、巷内 按巷道的初始支护形式：被动支护（架棚）、主动支护（锚杆类）
沿空留巷技术与工程案例
1
目录
无煤柱开采的工程技术背景 留巷区域的应力优化及控制 沿空留巷围岩稳定控制技术 几种典型顶板条件下的案例 结束语
2
1 工程技术背景
3
1.1 高效、安全、科学开采。。。。。。
合理开发：加强煤炭资源勘探，统筹规划； 节约资源：切实提高煤炭资源回收率； 保护环境：推行清洁生产和综合利用，减少煤炭
自移式留巷辅助加强支架的结构及布置形式
自移式留巷辅助加强 支架采用类似液压支架 的结构，由立柱支撑顶 梁和底座，用四连杆机 构增强支架的抗扭性。
采用相邻的前后两架 由伸缩梁和推移千斤顶 连接的方式，对前、后 架进行相互推拉自移行 走。
机尾端头综合机械化支护方案
37
4 典型工程案例
38
4 典型工程案例
min
q1L2
2q1 (s
a
b
lmax )2 4[q1L(s 2(2s 2a b)b
a
b
lmax )-M
-M
']
悬臂对留巷区域应力影响： ①高支承压力 ②长时作用力 ③长距离、大面积坚硬特厚顶板断裂对墙体的冲击破坏
20
1）坚硬特厚直覆顶板
随悬臂长度增加， 墙体所承受支承压 力急剧增大，最大 达40MPa，为无悬 臂状态的4倍，且远 远超出巷旁充填材 料的抗压强度范围。
材料具备一定可压缩性，残 余强度可达极限抗压强度的 70%~85%.
充填材料性能测试
测试时间 1d后 3d后 7d后 28d后
抗压强度(MPa)
4~ 7 12 ~ 16 16 ~ 22
> 30
35
3.5 巷内——辅助加强支护技术
辅助加强巷道辅助支撑
辅助支架实照
自移式主动强力巷内控顶支架 36
3.5 巷内——辅助加强支护技术
154307轨道巷
回风 联络巷
980m 154307回风巷
四
四
四
盘
盘
盘
区
区
区
回
皮
轨
停
风
带
道
采
巷
巷
巷
线
41
2）154307工作面沿空留巷工艺
补强支护
监控监测 辅助强化
后期强化
100m 154307工作面
巷旁充填
42
3）沿空留巷围岩控制关键技术
形成了厚层坚硬顶板直覆条件下沿空留巷围岩稳定性控制关键技术：
②其尺寸越大，受采动剧烈影响的岩体范围越大；
③其尺寸越大，留巷围岩所承受附加应力越大。
27
2）非坚硬特厚顶板
铰接结构
复式铰接结构
28
巷道围岩的稳定性主要取决于围岩强度、应力状况及支护 与围岩的相互作用。沿空留巷围岩应力状态不能简单地描述为 低值应力区，实际上其围岩赋存状况和应力状态明显不同于其 它开采条件下的煤巷，并从根本上决定着留巷围岩的稳定性。
充填体 巷道
P（m a+
b 2
+x0）
1 2
m i 1
ihi (a+b+x0
i 1
hj
j0
tan j )2
m i 1
FDi (a+b+x0
i 1
hj
j0
tan j )
Mpm
m
MAi
x0 0
y
( x0
x)dx
i1
工作面回采后，块体B参与上覆岩层移动的全过程：
①其运动程度越大，下部岩体所受采动影响越剧烈；
Goaf
煤
首采
第
第
层
面
一
二
Goaf
接
接
替
替
面
面
采空区
采空区
双巷或多巷布置
沿空留巷及顺序开采
减少回采巷道掘进工程量20%~80%；
实现连续开采，避免跳采、孤岛工作面和区域应力集中。
7
3）消除煤柱应力集中、防止采动地质灾害
应力集中区 卸压保护区
应力集中区
留煤柱护巷对上下采掘工程影响
降低应力集中程度，利于周围采掘工程的稳定； 消除因留设煤柱诱发的冲击地压。
v,mm/d
第Ⅰ阶段：掘进及掘后稳定阶段 第Ⅱ阶段：应力调整阶段 第Ⅲ阶段：采空区稳定后的阶段
s，m
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
沿空留巷围岩变形速度基本特征全过程曲线
29
2.5 小结
在适宜的时间，以合适的方式，在顶板关键 位置预裂，调整其破断形式，优化其结构状态， 加快顶板破断、回转速度，缩短采动应力作用时 间，降低支承应力集中程度，实现留巷区域应力 场分布的优化；缩短顶板岩层的运动周期、减少 采动对留巷的作用时间，为沿空留巷无煤柱连续 开采创造有利的应力环境。
高承载性能的巷旁充填 墙体支护。
基于锚杆支护的“三位一体”的留巷支护技术，突 破了德国依赖于重型U型钢支护的技术
33
3.3 巷道基本支护：“三高”锚杆
高预拉力
改善围岩应力，消除顶 板离层，减小松散变形
1
支护载荷/MPa
三 高
高强度
适应动压大变形的特点
5
高刚度
加强抗变形能力，高增 阻限制变形的工作状况
➢ 第一项：沿空留巷专项超前预裂爆破切顶技术
卸压
➢ 第二项：高系统刚度的主动控制技术 ➢ 第三项：顶底变形互控稳定技术
16
2.2 沿空留巷围岩应力演化特征
1）岩层赋存条件变化对顶板应力的影响
煤层上方10m应力分布特点： 侧向应力分布存在“双峰应力”:侧向支承应力和 墙体上集中应力； 侧向支承应力：直接顶越薄，应力集中系数越大， 基本顶直覆时最大； 墙上集中应力：同样如此，说明基本顶的施载效应 随着直接顶的减小而增强。
4
3
帮部桁架（锚杆梁）支护结构及配件
2
顶板锚索梁支护承载结构
o
变形量/mm
支护阻力与围岩变形关系图
刚性托盘、刚性网、刚性钢带，通过高强锚杆达到 主动临界支撑力，实现系统高增阻特性。
34
3.4 巷旁——充填材料与充填技术
应力应变曲线测试
新拌混合料塌落度可达 200~250mm ， 水 平 泵 送 距 离 可 达 800m ， 泵 送 入 模 后 自密实；
4.1 晋城凤凰山矿沿空留巷：厚层坚硬顶板直接覆盖 4.2 淮北朱庄矿沿空留巷：巨厚特硬顶板直接覆盖 4.3 铁法小青矿沿空留巷：薄层直接顶条件 4.4 华晋沙曲矿沿空留巷：特厚直接顶条件 4.5 汾西中兴矿沿空留巷：厚层复合顶板条件 4.6 华晋沙曲矿沿空留巷：4.2m大采高条件
39
4.1 晋城凤凰山矿沿空留巷：厚层坚硬顶板直接覆盖
5
1.3 无煤柱连续开采是一种重要的科学采矿模式
1）提高采出率的最有效途径之一
矿区
大同 阳泉 西山 平顶山 澄合
部分矿区采区煤炭损失构成情况
采 区 煤 炭 损 失 构 成 分 类 及 比 重（%）
煤柱损失 落煤损失 厚度损失 地质损失 其他
54.59
3.93
21.15
13.50
6.83
63.82
5.53
砂质泥岩，3m
厚层坚硬 顶板直覆
K2石灰岩，平均9.94m
15#煤（1.8~2.3m），平均2.2m 泥岩，1.3m 铝质泥岩，6.7m
1）凤凰山矿154307工作面地质条件
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1）凤凰山矿154307工作面地质条件
北
154307综采工作面布置图
154307运输巷
154307 工作面 176m
沿空留巷
18
2.3 沿空留巷区域应力优化原理
K2γH
γ墙H 体应力集中与k2γ直H 接顶板厚度的关系K？2'γH
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
θ2
预
悬坚臂硬顶越板小越块体有A 利吗？
裂 线
块体B
煤体 直接底
实体煤
留巷
墙体
采空区
块体C
块体B：转角大、来压强； 墙体支撑力不足以控制顶板活动； 悬臂对墙体载荷有决定性影响。