沿空留巷技术汇报.docx

太 太原理工大学 汇报人： 2022年10月 太原理工大学汇报提纲： 太原理工大学 1 1、沿空留巷技术概述 太原理工大学 我国煤炭多采用井工开采，对受采动影响的巷道采用煤柱护巷。随 着开采深度增加和原岩应力增大，保护煤柱宽度也越来越大，但仍然很 难保证巷道的良好维护。 随着锚杆支护和综采(放顶)技术的全面推广和应用，锚杆支护在 控制巷道围岩稳定的同时，也导致了工作面推过后顶板难以充分垮落， 使采空区漏风严重，容易引起采空区遗煤自燃；另一方面，工作面瓦斯 涌出量增大，瓦斯积聚和超限现象频繁浮现。 采用沿空留巷技术能够实现 “Y”型通风，充分发挥锚杆支护控制围 岩稳定的优势，改变采空区风流和瓦斯运移规律，提高煤炭资源回采率。 1 1、沿空留巷技术概述 太原理工大学 沿空留巷技术是指为减少区段工作面的运输巷与区段回风巷之间保 护煤柱损失，采用一定的技术手段将上一区段的顺槽留给下一区段使用 的无煤柱开采技术。可以最大限度的回收资源，减少资源损失，普通适 应于开采缓倾斜和倾斜、厚度在米以下的薄及中厚煤层。 该技术最早应用于上世纪60年代英国和德国，分别采用前进式和后 退式工作面沿空留巷的方法实现无煤柱开采。国外主要采用无机和有机 混合结构形式结合钢结构骨架实施沿空留巷隔墙。 我国于20世纪70年代开始引进，后期浮现了高水材料、封闭膜铸砌 体结构等技术和方法。 2022年，何满潮院士提出了“切顶短壁梁理论” 及切顶卸压无煤柱自成巷110工法/N00工法技术体系。 1 1、沿空留巷技术概述 太原理工大学 我国多地采用充填沿空留巷方式，虽然实现了无煤柱开采，但仍存 在诸多问题。 (充填留巷技术) (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艰难，且容易引起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。 1 1、沿空留巷技术概述 太原理工大学 (3) 充填沿空留巷中的充填体为应力集中区，煤层群开采时，上 组煤的充填岩柱会对下组煤开采造成严重影响，特别充填岩柱下方附近 的巷道易浮现应力大变形，影响下组煤正常开采。 由此可见，目前普遍采用的充填沿空留巷开采技术主要以巷旁充填 支护形式为主，并没有改变顶板岩层的传力结构，充填体作为主要承载 结构承受顶板较大的作用力，往往导致沿空留设的巷道变形严重，最终 造成巷道维护费用高、存在安全隐患等问题 1 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。 合用于沿空留巷、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不少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 沿 沿空留巷技术优势 太原理工大学 1、提高煤炭资源回收率，延长矿井服务年限； 2、少掘一条巷道，减少矿井掘进率，缓解采掘接替紧张； 3、消除煤柱护巷时煤柱上、下方应力集中对开采的不利影响； 4、实现工作面Y型通风，解决隅角瓦斯积聚； 5、提供瓦斯管理通道和场所，抽采顶(底)板卸压瓦斯和采空区富 集瓦斯，预抽邻近层瓦斯； 6、降低工作面温度，改善作业环境等。 沿 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，特殊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。 2 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，形成为了长壁开采的 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