论特厚煤层综放开采中沿空巷道的维护
塔山矿特厚煤层综放开采的实践及展望
为 大 同煤 矿 集 团有 限责 任 公 司 总 经理 。
砂 岩顶板 ，分层 厚度在 ８ １ ｍ左 右 。底板 为 高岭 ～ ｌ
第 ９期
张有 喜 ：塔 山 矿特 厚煤 层综 放 开 采 的 实践 及展 望
７ ３
质泥 岩 、碎屑 高岭岩 和 粉 砂 岩 。瓦斯 涌 出量 较 大 ， 瓦 斯 具 有 爆 炸 危 险 性 ，煤 层 自燃 发 火 期 短 。
ｔ ｃ ｅ ｍ ｓ ａ ｉ ． ｈｉｋ ｓ ａ ｏｆＴａ ｈ ｎ ｍ ｎｅ Ｋ ｅ ｒ ｓ ｕ ｔａ ｔ ｃ ｅ ｍ ；ｆ ｌ ｅ ｈａ ｚ ｄ ｔ ｐ ｃ ｌｃ ｖｉｇ ｍ ｉ ｎ ｙｗｏ ｄ ： ｌｒ ｈｉｋ ｓ ａ ｕｌｙ ｍ ｃ ｎｉｅ ｏ ｏａ ａ ｎ ｎｉｇ；ｓ ｔ ｂ ｏｋｅ ｏｆ ｒ ｎ
展望 。
关 键 词 ： 厚煤 层 ；综放 开采 ；松 软 破碎 特 中图 分 类 号 ：Ｔ ３ １ Ｄ １ 文献 标 识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ： ０ ４ ０ １ （ ０ １ ９ Ｏ ７ 一Ｏ １ ０ —４ ５ ２ １ ）Ｏ 一 Ｏ ２ ４
Ｐｒ ｔ ｃ ａｃ ｉ ｅ ａｎｄ ｐｒ ｓ ｃ ｆ ｆ ｌ ｅ ｈａ ｚ ｄ ｔ ｐ ｏａ ａ ｉ ｉ ｎｇ ｏ ｐｅ ｔ ｏ ｕｌｙ ｍ ｃ ｎｉ ｅ ｏ ｃ ｌ ｃ ｖ ｎｇ ｍ ｎｉ
仅 限于煤 层 厚度 小 于 ｌ ｒ。对 于 煤 厚 为 １ ～ ２ ｍ Ｏ ｅ ５ ５
的特 厚 煤 层 的 综 放 开 采 ， 目 前 我 国 还 处 于 探 索 阶 段 。 对 该 类 条 件 下 综 放 开 采 的 岩 层 运 移 规 律 、 矿
压显 现特 征 及 支 架 选 型 均处 于 研 究 阶段 。大 同 矿
进 一 回 ，并 在 煤 层 顶 板 中 布 置 ｌ条 瓦 斯 高 抽 巷 。
(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。
浅谈高河煤矿综放工作面沿空留巷技术
浅谈高河煤矿综放工作面沿空留巷技术王鹏;申海利;郜冬冬【摘要】本文以高河煤矿E2305工作面沿空留巷工程实践为例,介绍了沿空留巷技术在该工作面中的具体布设以及相关的支护方法,并对沿空留巷的稳定性进行监测分析.结果显示,截至工作面回采距离停采线50m,巷道虽然出现一定程度的变形,但巷道的稳定性较好.实践表明,沿空留巷技术对于高河煤矿的安全开采是一项重要稳定的安全技术措施.【期刊名称】《煤矿现代化》【年(卷),期】2019(000)003【总页数】3页(P170-171,175)【关键词】高河煤矿;沿空留巷;巷道支护;安全开采【作者】王鹏;申海利;郜冬冬【作者单位】潞安集团高河能源有限公司综采二队 ,山西长治 047100;潞安集团高河能源有限公司综采二队 ,山西长治 047100;潞安集团高河能源有限公司综采二队 ,山西长治 047100【正文语种】中文【中图分类】TD353沿空留巷不仅是合理开采煤炭资源、提高煤炭资源回采率、减少巷道掘进量、缓解工作面采掘接替矛盾的重要技术手段，还对矿山选择合理的开采方式、实现Y型通风、消除工作面积存瓦斯隐患等具有重要作用[1-3]。
高河煤矿属于高瓦斯矿井，开采方式以综采放顶煤工艺为主，采煤施工造成瓦斯在工作面上隅角积聚，严重影响煤矿的安全生产，所以高河煤矿工作面一般采用两进一回“Y”型通风方式，其中沿空留巷技术是实现“Y”型通风的重要技术方法，为高河煤矿的安全生产提供了重要保障。
1 研究区概况E2305工作面位于高河井田东二盘区，北面为E2306工作面，南面临E2303工作面采空区，西面接+450m水平北翼大巷，工作面开采3#煤层，平均煤厚6.5m，煤层埋深394.358-453.702m，煤层倾角为1-7°。
该工作面位于高河背斜轴心区域，工作面整体向西倾斜，该背斜轴部平缓，根据掘进揭露情况，轴部地应力集中，会出现底鼓、严重片帮现象和裂隙强烈发育，易发生顶板事故。
急斜特厚煤层综放面瓦斯运移规律与综合治理
基金项 目： 新疆 自治区重点技术创新项 目（ ２ ０ １ ０ ３ ６ ７ ） 通讯作者 ： 张新战（ １ ９ ７ １一）， 男， 新疆 阿克苏人 ， 工程师 ， 主要从事煤 矿开采及安全技术管理与研究工作
ห้องสมุดไป่ตู้
第 ５期
张新 战 等 ： 急斜特 厚煤 层 综放 面 瓦斯 运移 规律 与综 合 治理
第３ ３ 卷 第５ 期
２ ０ １ ３年 ０ ９月
西 安
科
技 大 学 学
报
Ｖｏ ｌ ＿ ３ ３ Ｎｏ ． ５ Ｓ ｅ ｐ ． ２０１ ３
Ｊ Ｏ ＵＲ ＮＡ Ｌ Ｏ Ｆ Ｘ Ｉ ’ ＡＮ Ｕ Ｎ Ｉ Ｖ ＥＲ Ｓ Ｉ Ｔ Ｙ Ｏ Ｆ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ ＮＣ Ｅ ＡＮ Ｄ Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮＯ Ｌ ＯＧ Ｙ
５ ３ ３
面， 采 空 区始终 位 于工作 面 上方 ， 瓦斯 治理 难度 大 。
（ ａ １
ｆ １ ） ）
图 ２ 急 斜 煤 层 工 作 面 与采 空 区 结 构
Ｆ ｉ ｇ ． ２ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｍｉ ｎ ｅ ｄ—ｏ ｕ ｔ ａ ｒ ｅ ａ ａ ｎ ｄ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｆ ａ ｃ ｅ ｉ ｎ ｓ ｔ ｅ ｅ ｐ ｓ ｅ ａ ｍｓ
０ 引 言
瓦 斯 的动力 学迁移 致灾 依然 是急 倾 斜特 厚 煤 层安 全 高 效 开采 中面 临 的 主要 技 术 难题 之 一 ¨ 。急斜 煤 特厚 高 阶段综 放开采 是充 分 回收 煤 炭 资源 的重 要 手 段 Ｊ 。神 华新 疆 能 源 有 限 责任 公 司是 以急倾 斜 （ ４ ５ 。 ～８ ７ 。 ） 特厚 煤层 开采 为 主的典 型集 约 化 矿 区 ， 赋存 ３ ０多层 厚 度 不 同 、 间距 不 同 的急 倾 斜 煤层 ， 已建 成 了以乌东 矿为典 型代 表 的年产 １ ０ ０ ０万 吨急斜 特厚 煤层 生产矿 井 。 在 高 阶段 水平 分段 短壁 综放 开采条 件 下 ， 易 导致 瓦斯积 聚并 形成 新 “ 爆炸源” 。急 倾斜 煤 层 高 阶段 开 采后 ， 地表 反复 沉降伴 随较 大裂缝 ， 形成 连 通 地表 与 工作 面上 方 空 区 的供 氧 通 道 。急倾 斜 煤 层 深 部 开 采
厚煤层综放开采窄小煤柱沿空巷道围岩控制技术研究
南 部 为 已 回采 。
１ １０工作面之 间留设 了 １ｍ的区段保护煤柱。 ２９ ０
２ 沿空巷道 围岩 稳定 性影 响因素
・
为了保证煤柱尺寸降低后区段巷道 的稳定性 ， ｕ型钢进行
３ ・ ０
煤矿现代化2010r第6期总第99期厚煤层综放开票窄小煤挂沼室巷道国岩控制技术研究万武亮煤炭工业郑州设计研究院有限公司河南郑州450007摘要根据厚煤层综放开采窄小煤柱沿空巷道围岩变形大难支护的特点分析了影响综放沿空巷道围岩稳定性的因素根据合锚杆锚索金属网和u型钢不同支护方式作用机理设计了锚索网u型钢联合支护方式并对锚杆和锚索的锚固力以及现场巷道围岩变形进行了现场实测
支护强度只与破裂区厚度近似呈线性关 系 ，但对控制塑 性 区 的 变 形并 不 明显 。 、
２ 煤 柱பைடு நூலகம்埋 深 ． ３
色细砂岩 ，底部夹有薄层 的黑灰色粉砂 岩。直接底为炭质泥 岩、 泥岩互叠层 ， 煤层综合柱状图如图 １ 所示 。
当埋深超过 ４ ０ ５ ｍ时 ， 破裂 区的变化 幅度要远大于塑性 区 的变化 幅度 ， 说明 ， 这 随着深度 的增加 ， 加强煤 帮的支 护以提 高破裂区煤体 的强度非常必要 。
中 图分 类 号 ：Ｄ ５ Ｔ ３３ 文 献标 志码 ： Ｂ 文 章编 号 ：０ ９ ０ ９ （ ０ ００ — ０ ０ ０ １０ — ７７ ２ １ ）６ ０ ３ — ３
综放 沿空掘巷是一类特殊 巷道 ，其围岩特征 与普通 回采 巷道不同 ， 也与较 留宽煤柱护巷的综放 回采巷道不 同 ， 研究特 厚软煤层综放 面回采巷道 围岩控制技 术就有重要 的意 义 １ 。 本文以某矿 １ １０工作 面为地质背 景 ，分析了影响综放沿空 ２７ 巷道围岩稳定性 的因素 ， 设计 了“ 网索 ＋ 锚 ｕ型钢” 联合支护技
易自燃煤层综放开采窄小煤柱沿空巷道防灭火技术
炭 工
程
２１ ０ 第 １ １年 ０期
易 自燃 煤 层 综 放 开 采 窄 小 煤 柱 沿 空 巷 道 防 灭 火 技 术
徐 宏 伟
（ 中国煤炭 科工集团 武汉设计研究 院 ，湖北 武汉 ４０６ ） ３０ ４
摘
要 ：根据 易 自燃 煤层 综放 开采 工作 面采 空区和 沿 空巷 道 煤层 自然发 火的特 点 ，分析 了厚
．
响煤矿安全生产 的重 点和难点 问题 ，也是亟 待解决 的问题 。
文 章 以 义煤 集 团耿 村 煤 矿 １１０综 放 工 作 面 为 背 景 ，研 究 综 ２７ 放 开 采 窄 小煤 柱 沿 空 巷 道 防 灭火 技 术 。
１ １ 绌粒砂岩 、粉砂岩 互叠层 ，灰色 、黑灰色 ． ９ ４ ２４ ７ ２ ．７ 局部含炭眉
１２ ． ｍ。１作面选用 Ｚ Ｓ ５０ １／ ５型低位放 顶煤液压 支架 ， 二 Ｆ ５０ ／ ８ ３
共 １６架 ［ 面 上 下 端 头 分 别 布 置 四 架 和 三 架 Ｚ Ｆ ６ ０ ０ 作 Ｔ ５０／ 收稿 日期 ：２ １ ０ ０ １— ７—１ ８
开采开切眼处采 空区 自燃火 灾较 多 ；当综 放工 作面停 采前
．Hale Waihona Puke 。 图 １ １１ ０工 作 面 煤 层 综 合 柱 状 图 ２７ １／ ２型 排 头 支 架 。 ９３
１ 工 作面地 质 和开 采技 术条 件
１１０综 放 ＿ 作 面 开 采 ２—３煤 层 ，煤 厚 为 １ ． ～ ２７ Ｔ Ｏ４
１． ｉ，平 均 为 １． ｍ。 顶 板 上 部 为 泥 岩 ，砂 质 泥 岩 互 叠 ９ ８ ｎ ４４ 层 ，下 部 为灰 色 及 深 灰 色 细 砂 岩 ，底 部 夹 有 薄 层 的 黑 灰 色
综采工作面回风巷沿空留巷
高瓦斯综放工作面回风巷沿空留巷李计祥（长治市驻矿安检员管理中心，山西长治 046000）摘要：30101综放工作面瓦斯涌出量大，上隅角成为瓦斯管理的重点部位，采用回风巷沿空留巷，保证了上隅角通风畅通，杜绝了上隅角瓦斯超限。
关键词：上隅角；回风巷；沿空留巷东庄煤矿位于武乡县境内，属于高瓦斯基建矿井，开采3#、15#煤，3#煤层属于不易自燃煤层，开采面积17.1km2，资源储量2亿吨，设计生产能力120万吨/年。
1 30101综放工作面概况30101综放工作面于2008年5月掘成，工作面地质构造简单，煤层倾角为7—18°，煤厚3.2—3.6 m，运输顺槽710m，回风顺槽727m，工作面135m，采用一次采全高的长壁综放工艺回采。
30101综放工作面采用上行通风方式，巷道布置方式为“两进两回”，外错式专用尾巷排放瓦斯，配本煤层和邻近层地面固定抽放系统抽放瓦斯。
工作面专用尾巷与回风巷每50m布置一个联络巷。
工作面通过风排和抽放相结合解决工作面瓦斯问题。
工作面瓦斯绝对涌出量为15—30m3/min，风排瓦斯量在11m3/min左右，本煤层和邻近层抽放量在20m3/min左右。
30101工作面掘进时，采用超前打孔释放瓦斯，随后分别在工作面上下顺槽打顺层平行交叉钻孔抽放瓦斯，在回风巷每50m打一抽放钻场，对邻近层2#煤瓦斯进行预抽。
经过22个月瓦斯抽放，30101工作面共抽放瓦斯217万m3 。
2009年9—11月，中国煤科院、沈阳研究院对30101工作面瓦斯抽放效果进行了实地评价，工作面瓦斯原始含量为16.43m3/t，经抽排测定残余瓦斯含量为3.78—7.7 m3/t，平均5.29 m3/t。
2 30101综放工作面上隅角瓦斯超限现象及原因分析2.1、30101综放工作面上隅角瓦斯超限现象30101综放工作面推进到80m处，工作面老顶首次跨落，工作面每推进20—25m周期来压一次，来压期间工作面采空区侧瓦斯涌出量急剧不均衡增大，上隅角瓦斯常常瞬间超限报警，报警浓度达2.5%。
复杂条件特厚煤层综放开采提高煤炭采出率技术
１３ ２
煤
炭
工
程
２１ ０ ０年第 ４期
理 的放煤工艺参数 。形成 了综 放工作面端头 区顶板管理和放煤工艺参数确定关键技术体系。 （ ）研究 了”三软” 大倾角 （＞ ４ ）厚煤层条件下 ，放煤过程煤矸倾向流动和放煤方式对煤矸 ４ ２。 放 出形态 、混矸规律和放煤效果 的影响 ，确定 了合理的放煤方式和放煤工艺参数 。 （ ）采用岩 （ ５ 煤）体水力致裂弱化技术解决 了坚硬顶煤 （ ） 冒落性差 的问题 ，形 成 了不 同力 板 学特性煤岩体水力致裂工艺参 数和效果评 价体系 ，同时还具有减 尘 、预先 释放部 分瓦斯和抑制 煤 自
围岩 的稳 定 性 ，并 为煤 与 瓦斯 突 出 的 防 治创 造 了条 件 。研 究 了 极 软 厚 煤 层 大 采 高 条 件 下 综 采 工 作 面
超前支承压力 的分布规律 ，为工作 面顶 板和巷 道超 前维 护控制 以及 防突 技术参 数优 化提供 了依 据 。 根据极软突 出厚煤层大采 高综采 工作 面矿压显 现特征 和煤层 整体透气 性差 、煤 体硬度小 、单 一煤层 开采 的特点 ，采取 了区域 防突和局部 防突措施 ，优化 了防突技术 参数 ，形成 了行 之有效 的瓦斯综合 治理措施。采取 了有效 防止极软厚煤层工作 面超高 时的片帮 、冒顶和支架 失稳 等控制技术 。
松 散不 锈结 细 砂 岩 顶 板条 件 以 及 工 作 面 端 头 区 等 ，通 过 相 关 关 键 技 术 的 研 究 ，解 决 复 杂 条 件 特 厚 煤
层综放 开采提高煤炭采 出率问题 。包括 ： （ ） 以顶煤块度为特征量 ，采用散体模 拟实验 和 Ｐ Ｃ Ｄ ． １ Ｆ ２ ３０离散元程序分析方法 ，分析研究煤矸 块度相对变化时顶煤 的 冒落流 动规律 、煤矸 流动形 态 以及 混矸规律 ，研究特 厚煤层 不 同放 煤方式 和
沿空留巷设计
沿空留巷设计1 概述无煤柱护巷分为两种类型，一种是在上一区段回采完毕，采空区冒落严实，围岩活动相对稳定后，再沿采空区和煤体边缘掘进巷道，称为沿空掘巷。
沿空掘巷可以不留煤柱，完全沿采空区掘进，也可以保留3~5m宽的小煤柱。
另一种是将已采工作面后方的回采巷道用一定的方法沿采空区保留下来，作为下一工作面的回采巷道，称为沿空留巷。
世界一些主要产煤国家为了达到少掘巷道、增加煤炭资源回收率、增加生产的连续性和提高矿井的经济效益目的，而采用往复式“Z”形开采，前进式和后退式的工作面沿空留巷方法以实现无煤柱开采。
对沿空留巷的矿压显现、适用条件、合理支护形式及新型支护材料等都进行了研究。
在这方面做得较多的是前苏联、德国、英国、波兰等国家。
德国无煤柱开采多为沿空留巷，其传统的巷旁支护多采用木垛、矸石带等，60年代末德国成功了采用石膏、飞灰加硅酸盐水泥、矸石加胶结料等低水材料作为巷旁充填，有效地减少了重型支架和巷道的变形，从而实现较大断面巷道二次利用。
英国煤层普遍较薄，多用沿空留巷，巷旁支护多采用矸石带，并研制出了矸石带机械化砌筑装置。
同时，在提高矸石带强度方面进行了不少探索，研制成功不同胶结物的胶结矸石带。
在井下试验成功了高水材料巷旁充填，随后有了迅速的发展，高水材料充填已占全英巷旁充填的90％左右，波兰无煤柱开采应用较多的是沿空留巷，在前进式或后退式采煤时都用单巷准备，沿空根据走向开采或倾斜开采地质条件，沿空留巷一般巷内支护采用金属可缩性支架，巷旁支护使用充填带、矸石带或混凝土墩柱等。
20世纪50年代起，在煤厚1.5 m以下的煤层中尝试着用矸石墙作巷旁支护，巷内主要采用木棚支护，其存在着矸石的沉缩量大、巷内支架变形严重、维护工作量大、工人垒砌矸石的工效低、劳动强度大、安全性差等问题，其应用范围受到极大限制。
20世纪60年代至70年代，在1.5~2.5 m厚的煤层中应用密集支柱、木垛、矸石带、砌块等作为巷旁支护，巷内多采用木棚、工字钢梯形支架支护，沿空留巷取得了一定成功，并得到了一定程度的应用。
沿空掘巷小煤柱加固技术探讨
沿空掘巷小煤柱加固技术探讨摘要：随着矿井开采向深部延伸，工程地质环境日趋复杂，使得深部煤巷支护愈加困难,为了更好地解决深部综放沿空掘巷的支护问题，在分析了深部矿井沿空掘巷变形机理,并针对其破坏特征，确定了掘巷留设窄煤柱的合理宽度、支护方案和参数。
通过井下实践表明，支护方案有效的控制了巷道围岩的变形，解决了支护难题。
关键词：深井；小煤柱；沿空掘进；变形；支护近年来，随着我国矿井综合机械化程度不断提高，各大煤矿的年产量也随之增长，这必然将加快煤炭资源的枯竭。
为了尽可能的提高煤炭回收率，延长矿井服务年限，小煤柱沿空掘巷逐渐在各大矿井推广开来。
丁集煤矿位于淮南复向斜中北部，井田东段为潘集背斜西缘，井田西段为陈桥背斜东翼与潘集背斜西缘的衔接带。
自2007年12月26日投产以来，煤巷锚网支护得到了广泛应用。
尤其在动压区留小煤柱沿空掘巷可以有效的缓解煤矿接替紧张问题，提高资源回收率。
但小煤柱沿空掘巷巷道失稳变形严重、后期二次巷修量大、处理时间长等突出问题又制约了沿空掘巷优势的发挥，严重影响安全生产。
因此，加强对小煤柱动压沿空掘巷巷道围岩变形规律和关键控制技术研究，对控制巷道围岩的变形及满足生产需要，意义重大。
1 留设小煤柱的意义所谓沿空掘进就是完全沿采空区边缘或仅留很窄煤柱掘进巷道。
具体说，就是把巷道布置在位于靠煤柱一侧的低应力场，便于巷道维护，减少变形量。
其关键是严格控制煤柱宽度。
留小煤柱的目的是将巷道与采空区隔离，防止采空区的水与有害气体串入巷道，危及安全生产，但煤柱宽度对巷道的维护状况起决定作用，若煤柱过小，由于靠采空侧的煤柱受支承力的影响已呈塑形，容易失稳，片帮严重，若煤柱过大，则回采巷道布置在压力增高区内，将使巷道压力大，支护困难。
2 沿空掘巷小煤柱加固方法2.1 小煤柱喷浆利用中空注浆锚索注水泥浆液，提高小煤柱的自身承载能力。
为改变围岩的松散结构，提高粘结力和内摩擦角，充填封闭煤岩裂隙，必须将锚固、注浆加固一体化施工，显著提高小煤柱强度，为锚杆（索）提供可靠的生根基础，使锚杆（索）对松软破碎围岩的锚固作用得到最大发挥。
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论特厚煤层综放开采中沿空巷道的维护
【摘 要】以工程实践为例，分析了特厚煤层一次采全高综放工作面的沿空
巷道破坏的原因，以及对巷道的支护技术。
【关键词】特厚煤层；综放开采；一次采全高；沿空巷道
引言
沿空巷道由于受邻近采空区侧向残余支承压力及工作面采动超前支承压力
的双重作用， 回采期间巷道围岩变形异常剧烈， 采用传统的架棚支护时， 由
于巷道围岩变形严重， 经常迫使工作面停产维护， 改棚挖底， 严重制约了矿
井的高产高效建设。下面以该矿区某矿3230工作面胶带巷为例分析沿空巷道的
维护与控制技术。
1 工程背景
某矿区目前开采的石炭系3～5号煤层为特厚煤层，平均厚度16.0m左右，
采用大采高综采放顶煤一次采全高采煤方法。开采过程中，综放工作面沿空巷道
在侧向支承压力和工作面超前支承压力作用下，巷道围岩变形量大，断面收缩率
达40%以上，支护遭到破坏，给安全生产带来严重威胁。该矿区3230综放工作
面开采石炭系3～5号煤层，设计走向长度1942m，工作面长度207m，煤层厚度
3.77～23.54m，倾角2°，埋深470～510m，上部为采空区，层间距175～194m。
工作面北为3231采空区，隔离煤柱45m，其余为实煤区。采用双巷布置，沿煤
层底板掘进，胶带巷兼做进风巷，断面5.5m×3.6m，辅助运输巷兼做回风巷，断
面5.5m×3.65m，全部采用锚杆、锚索、金属网、W钢带支护方式。顶板条件：
直接顶为0.8～6.5m的变质煤、煌斑岩、砂泥岩、炭泥岩互层；基本顶为2.2～
8.3m含砾粗砂岩，成分以石英长石为主。
2 巷道围岩压力显现和变形情况
3230工作面在设备安装期间，胶带巷就出现了顶板下沉、地鼓和片帮现象，
工作面开采后，胶带巷超前工作面80m范围矿压显现明显，围岩变形较大，当
开采至563m采位时，矿压显现强烈，带有冲击性，围岩变形增大，顶板沿巷道
两个上角部位产生剪切下沉，巷道支护受到破坏。主要表现为：顶板下沉0.3～
0.5m，底板鼓起0.5～1.5m，巷道两帮移近量1.0～1.7m，主要是沿空煤柱侧巷帮
鼓出量达1.6m，巷道断面收缩率达60%左右。巷道支护遭到严重破坏，锚杆、
锚索及W钢带拉断现象多，工字钢梁弯曲变形，超前单体液压支柱钻底或被压
弯。
3 原因分析
巷道围岩变形是巷道围岩应力集中作用的结果。在未受采动影响时，围岩的
性质是影响巷道变形的主要因素，受采动影响后，巷道围岩变形影响因素较多，
主要是周围采动状况、围岩性质、巷道布置、煤柱宽度、开采方式及支护技术等。
通过对邻近工作面围岩变形破坏特征和生产条件分析，造成巷道变形破坏的原因
主要有以下几方面：
（1）3230工作面采动支承压力与3231工作面采空区侧向支承应力叠加，
在巷道隔离煤柱上形成高应力集中区，是造成巷道变形破坏的主要原因。通过在
相邻矿井类似条件工作面进行微地震观测，其结果显示在沿空煤柱上形成高应力
集中区，最大集中带在超前100m，侧向30～35m的位置，应力增高系数达4～5
倍，其强度已超出巷道围岩及支护强度，使巷道围岩产生破裂和塑性变形，在集
中应力和变形力作用下，巷道周边围岩（煤体）向巷道空间产生位移，并发生带
有冲击性动力现象的底鼓、片帮，煤柱侧煤体整体向巷道内产生位移帮鼓，对巷
道造成极大破坏。现场矿压显现情况也揭示了这一特征。如图1所示。
（2）工作面采放高度大，机采高度4.0m，放煤高度10.0m以上，工作面矿
压显现强烈，且煤层上覆顶板存在坚硬岩层（K3含砾粗砂岩，平均厚度8.3m），
采空后不易垮落，在工作面采空区和煤柱上形成悬臂梁结构，造成工作面顶板周
期来压明显，来压时强度大，超前支承应力影响范围长，对整个采场的应力分布
造成很大影响，且3230工作面与3231工作面开采间隔时间短，3231采空后顶
板还处在活动期，受3230工作面开采的扰动，矿压显现加剧，在临空煤柱上显
现尤为强烈，使巷道长期处在高应力作用范围内，是造成巷道变形破坏难以维护
的重要原因。
（3）放顶煤开采工作面巷道沿煤层底板掘进，属煤层巷道，由于石炭系3～
5号煤层受火成岩以岩床式侵入，煤层结构复杂，在垂直方向上由原来单一的正
常煤层发展形成了包含煌斑岩、硅化煤、混煤和正常煤等多种成份的复杂结构，
松软破碎，煤层的不连续面在各种应力作用下容易产生水平错动和离层。离层情
况见图2。从现场锚杆、锚索及W钢带的受力破坏状况分析，巷道支护先受到
水平应力作用，锚杆杆体发生弯曲变形，在变形力作用下出现拉断现象。
（4）巷道布置位置和支护方式不合理，依据微地震观测结果，工作面间虽
留设45m的大煤柱，但2100工作面巷道正处在侧向支承应力增高区，支护困难；
巷道采用锚杆、锚索支护方式，锚杆选用20mm×3100mm左旋无纵筋螺纹钢锚
杆，锚索选用17.8mm×8300mm，支护强度不能适应这种大变形巷道的需要。
4 控制维护措施
（1）优化巷道布置，合理护巷煤柱留设。巷道布置应尽量减轻或避免采动
引起的支承压力对巷道的影响，把巷道布置在低应力区内。依据微地震的监测结
果和巷道变形破坏情况，目前的巷道位置正处在应力增高区，建议采用窄煤柱护
巷方式，煤柱尺寸为12～15m，既把巷道布置在低应力区，又提高了资源采出率。
（2）协调工作面接替关系，延长相邻工作面的接替时间，待采空区相对稳
定后再接替开采，减轻采空区侧向支承压力对巷道的影响，避免出现应力叠加；
相邻采掘工作面应尽量避免相向采掘，缩短支承压力对巷道的影响时间，使巷道
二次受到支承压力破坏。
（3）在巷道支护上选用高强度、高刚度、高可靠性的锚杆、锚索主动支护
技术，并对巷道支护给予足够的预紧力，起到主动支护作用。
（4）延长采面超前支护距离，对超前支承应力影响大的区域加强支护，采
用超前液压支架、单体液压支柱增强支护强度，控制顶、帮变形。
（5）采取卸压措施，在巷道底板施工卸压槽，巷道两帮施工大孔径卸压孔
（≤150mm），并配合松动爆破技术，减少应力集中程度，使支承压力峰值向深部
转移，同时为巷道围岩变形提供一定的补偿空间。
5 结束语
沿空留巷可以减少巷道掘进量，有利于节约成本、提高效益，但是沿空巷道
的维护一直是一个令采矿工作者困扰的一个问题。防止沿空巷道被破坏，可以从
巷道设计、加强支护等方面入手，充分利用锚杆、锚索等先进支护手段进行支护。
同时也要不断总结经验，加强同行之间的交流。
参考文献：
[1]陈炎光，陆士良.中国煤矿巷道围岩控制[M].徐州： 中国矿业大学出版社，
1996.
[2]康红普，王金华，等.煤巷锚杆支护理论与成套技术[M].北京： 煤炭工业
出版社，2007.