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砌块沿空留巷新技术在薄煤综采工作面的 研究与应用 冀中能源峰峰集团新屯矿 尊敬的集团公司各位领导、同志们： 大家好！首先，感谢集团公司搭建“采掘矿长论坛”这个平台，使我有幸能够参加这个会议，并与集团公司各位领导、同志们共同研讨、学习。下面，由我代表新屯矿做《砌块沿空留巷新技术在薄煤综采工作面的研究与应用》的经验交流，以供大家探讨。 采煤工作面沿空留巷技术，是沿着采空区边缘在原顺槽位置采用一定的技术手段，将上一工作面的顺槽重新支护，留给下一个工作面使用的技术方法。沿空留巷是目前合理地开发现有煤炭资源，提高煤炭资源采出率的一种有效途径；沿空留巷的应用，不但可以大大减少矿井巷道的掘进量，节约大量的人力、物力和资金投入，减少掘进成本，有效缓解采掘接替紧张的局面，而且能减少煤柱损失率，具有显著的经济效益。 一、实施背景 冀中能源峰峰集团新屯矿始建于1958年，设计生产能力为21万t/a，后几经改扩建，现多年维持在80万吨水平。经过半个多世纪的开采，矿井-300以上水平可采资源已近枯竭，现开采多为边角残煤，以轻放条带开采、村庄下充填开采以及搭配薄煤综采开采三种工艺共同生产，随着生产地区逐步向深部延伸，“备采资源匮乏、开掘衔接紧张、原煤开采难度大、生产成本高”等诸多矛盾逐步凸显。为破解难题，最大限度多回收煤炭资源，降低生产成本，我们向管理创新、科技创新要效益，在14651工作面溜子道创新实施了砌块沿空留巷新技术。 二、沿空留巷工作面情况介绍 新屯矿14651工作面为山青煤回采工作面，地面位于南旺村东南200m处，地表皆为农田，另有一条屯薛铁路通过；埋藏面积：59509.5㎡，可采储量108810.1t。 井下位置及四邻采掘情况：南部为-190北大巷；东南部为-300轨道下山；北部、西北部皆为未开采区。其上部为14455、14453、14451部分采空区。工作面平均推进长度685m，工作面长44.8～157.5 m，平均长度101.2 m。 煤层情况：本区煤层基本为一向斜构造，上部、下部倾角较缓，中部较陡。煤层厚度基本稳定；回采期间正常涌水量：0.3m/min，最大涌水量为：0.4m/min。本地区瓦斯绝对涌出量最大为1.0m/min，煤尘具有爆炸性，属三类不易自燃煤层。 本地区山青煤层，顶板为砂质页岩，厚度为5.8m，底板为粉砂岩，厚度为1.98m。顶底板都比较完整稳定，随推进观测顶板不易垮落。 三、实施过程及方法 14651山青工作面溜子道沿空留巷段巷道情况：巷道矩型断面，净宽3.6m，净高2.5m。顶板采用树脂锚杆配合W钢带及锚索支护，锚杆采用左旋螺纹钢树脂锚杆，规格为Ф22×2400mm，配高强拱形托盘和高强螺母；树脂锚杆设计预紧力矩300N·m。每排6根锚杆，间距0.7m，排距0.7m，且最外两侧的2根锚杆向外张开，与铅垂线呈30°夹角，锚杆外露长度≤50mm（指露出托板长度），锚固力不小于70KN，锚索采用高强度低松弛钢绞线制，直径21.6mm，长度为6.5m，外露≤200mm，一排两根，与锚杆交错布置，锚索打设在顶板距两帮1.0m处，间距1.6m，排距1.6m，交错布置，锚索配合托盘进行锚固紧固。 为达到沿空留巷预计效果，保留好原巷道能达到二次使用的目的，减少人力、物料资源浪费，提高煤炭回收率，满足安全生产需求，根据工作面实际情况，采用“砌筑墙体沿空留巷法”进行沿空留巷，即将水泥混合料做成长×宽×高（0.5m×0.24m×0.19m）的水泥砖块，顺采空区边缘砌筑成宽×高（1.5m×1.7m）的墙体来支护巷道顶板，墙体长度随工作面推进向外顺延。该项技术的应用，不仅可以降低开采成本，也能有效缓解生产工作面接替紧张造成的掘进压力，实现了工作面的连续生产和安全生产，为企业健康、稳定、可持续发展创造条件。 1.支护体载荷计算及混凝土砌块的选择 为保证留巷支护效果，我们采用“分离岩块法”计算支护体载荷。巷旁支护带处于未采动煤体的高压力区和冒落矸石之间，是一个降压区，岩块一边的采空区提供一个主要自由面，因岩块呈层状，可能在一定高度上产生离层，导致岩块沿煤体以一定角断裂，进入完全自由状态，成为支护体的载荷。经计算，支护宽度为1.5m时支护体的载荷为672.5KN，即每1.0米长度、支护宽度1.5m的支护体载荷为672.5KN。考虑采动影响系数3，则支护体荷载为2017.5KN。 经测算，支护体高度1.7m，宽度1.5m，长度1.0m的巷道，对支护体的强度要求：2017.5KN÷（1.5×1）㎡=1.35Mpa。 经试验C30标号混凝土砌块标准试块单轴抗压强度为32.9MPa，大于1.35MPa，符合要求。综合其它因素，我们选用了C30标号混凝土砌块。 2.沿空留巷方案（砌墙厚度1.5m） ①沿空留巷范围及巷道支护方式 14651山青工作面溜