[摘 要]为了解决采掘接续紧张的局面，在金凤煤矿厚煤层中进行柔模混凝土大断面沿空留巷，采用锚网索进行巷道补强支护，柔模混凝土进行巷旁支护，工字钢配合Π型梁进行临时支护，取得了很好的支护效果，缓解了采掘接续的紧张局面，提高回采率，创造了可观的经济和社会效益。

[关键词]厚煤层；大断面巷道；柔模混凝土；沿空留巷；支护

中圖分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）07-0188-02

1.柔模混凝土沿空留巷简介

柔模混凝土沿空留巷是紧跟工作面回采，在工作面端头支护效应消失前，在支架或单体支柱掩护及支撑下，将可调凝调强自密实混凝土泵入一次性柔性模板内，在采空区与运顺槽之间砌筑一道密闭混凝土连续墙，弥补回采造成的巷道一帮的缺失，与原有巷道内的支护形成一个整体，共同承担回采动压及其它的巷道压力，维护巷道稳定，并隔绝瓦斯等有害气体，防止采空区自然发火，使所保留的巷道作为下一个相邻回采工作面的回风巷或运输巷。

柔模混凝土具有较大的早期初撑力及可缩量的特性，并继承了混凝土后期支护的刚性，为沿空留巷中的先柔后刚巷旁支护。采用柔模混凝土后期刚性巷旁支护，实现了切顶卸载，使巷道变形量小，巷道支架受力小，在服务期内巷道断面满足生产需要，维修费用较低。柔模混凝土支护技术一次施工面积大，形成的混凝土整体性好、强度高，且机械化程度高，施工速度快，在经济、生态环境及人文社会效益上都具有突出的优越性。

2.工程概况

金凤煤矿位于宁夏吴忠市东南部，距吴忠市约90km，距银川市115km。金凤煤矿是宁东能源化工基地规划建设的大型矿井之一。金凤煤矿开采区南北长11.5-12.0公里，东西宽1.9-3.5公里，面积41.0平方公里，主采3、4、6、12、17、18煤层等，设计资源储量627.53Mt，可采储量462.39Mt。矿井规模400Mt/a，服务年限66.1a。金凤煤矿煤层埋藏较浅、倾角较小、构造简单，开采技术条件较好，煤层埋深50-300m。

011802综采工作面为金凤煤矿首采工作面，风、机两巷及辅助运输巷沿走向布置，回采工作面、联络巷沿倾向布置。011802工作面现已回采，由于下一工作面（011801工作面）有一段长约为950m的三角煤，为缓解生产接续紧张局面及提高煤炭资源回收率决定在011802工作面回风巷实行柔模混凝土沿空留巷无煤柱开采。工作面巷道布置及沿空留巷位置图如图1所示。

3.沿空留巷巷道支护

3.1 巷道补强支护

011802回风巷原支护采用锚网索喷支护。顶板采用φ20×2200mm左旋无纵筋井螺纹钢锚杆，锚杆间、排距为800×800mm；上帮采用φ20×1600mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆，下帮采用φ20×1600mm的玻璃钢锚杆；锚索规格φ15.24×5300mm，2000×2400矩形布置，顶部及上帮挂钢筋网，钢筋网采用φ6.5钢筋加工而成，网孔规格150×150mm；下帮采用3000×2000的塑料网（网格55×55mm）。

011802回风巷直接顶属复合型顶板，中间局部尖灭，与上部老顶直接接触，易垮落。留巷后巷道净断面达到5m，为保证留巷时及留巷后巷道处于安全状态，即所留巷道不出现冒顶、沿巷内切顶现象，需在留巷前对留巷段巷道进行补强支护。

留巷后巷道断面较大，为使巷道在留巷期间巷道不出现较大离层及巷内切顶现象，补强支护采用锚索支护，补强锚索支护需在超前工作面回风巷50m以外完成。锚索规格φ15.24×5300mm，间排距2000×2400mm矩形布置。补强支护断面图及平面图如图2所示。

3.2 留巷浇筑空间支护

在回风巷端头支架后方用单体支柱配合π型梁沿倾向架棚对采空区空顶部分进行临时支护，一梁三柱，工字钢梁同时作为挂设柔模的横梁，不回收，工字钢梁长2.5m，棚距1m；靠采空区侧采用木点柱+塑料网支护（木点柱配合工字钢梁挂设柔模），木点柱采用优质圆木，规格φ200×3300mm，间距700mm，挡矸网采用55×55mm双层塑料网。浇筑空间支护断面图如图3所示。

3.3 留巷巷旁支护

巷旁支护采用柔模混凝土连续墙支护，连续墙浇注于采空区，柔模混凝土墙厚1.0m，墙高3.6m—4m，柔模混凝土设计强度C25，留巷净断面5m，沿空留巷断面支护见图4所示。

3.4临时加强支护

在沿空留巷过程中，受剧烈采动影响的仅是工作面前后方的某一地段，随着工作面采过一定距离，采动影响也逐渐减弱，所以没有必要对整条巷道都按剧烈采动影响的要求进行支护，这就只需要进行临时超前、滞后支护。回风巷超前支护、端头支护及滞后支护均选用单体配π型梁一梁三柱支护，棚距1m，π型梁长度4.2m，超前支护30m。临时加强支护平面图如图5所示。

4 施工实施过程

4.1 施工工艺及流程

011802工作面柔模混凝土沿空留巷施工工艺流程及过程如图6、图7所示。

4.2 施工设备及布置

金凤煤矿柔模混凝土沿空留巷选用柔模混凝土制备输送机组进行施工，施工时混凝土采用二次搅拌工艺，第一次在地面搅拌干料，二次在井下加水搅拌。地面干料通过无轨胶轮车运至泵注混凝土工作面。

考虑到井上、下联系不便，以及混凝土拌合物存放时间有限等因素，柔模混凝土采用二次搅拌工艺。一次搅拌在地面集中搅拌站进行，使用常规搅拌机将水泥、砂、石子外加剂等拌合干料，将干料用无轨胶轮车运到工作面以后再使用搅拌机加水搅拌，搅拌机与混凝土输送泵连动，连续机械化作业。混凝土泵、上料机及搅拌机布置在回风巷距工作面不大于400m处，施工设备布置如图8所示。

4.3 施工工艺要点

（1）生产班端头支护工在回风巷端头支架后方用单体支柱配合π型梁沿倾向架棚对采空区空顶部分进行临时支护，一梁三柱，工字钢梁同时作为挂设柔模的横梁，不回收，工字钢梁长2.5m，棚距1m；留巷浇筑空间靠采空区侧采用木点柱+塑料网支护，支设柔模时将靠采空区的临时支护单体取掉，钢梁与木点柱同时用来挂设柔模，钢梁也作为永久支护的一部分。

（2）挂模处靠采空区侧用木点柱支护，木柱上挂挡矸网，木点柱直径200 mm，当采空区侧顶板破碎时需打设2排木点柱，间距800mm。打设木柱时直接把塑料网挤压到顶板上，塑料网要从顶至底全断面铺设；网搭接不得小于0.2m，以保证搭接牢靠。

（3）回撤挂模处靠巷内侧单体以及靠采空区侧用木点柱替换临时支设的单体时严格遵循先支后回的作业程序。

（4）挂设柔性模板时，先要将柔模挂设位置处散落矸石等杂物清理干净，柔模混凝土要落在实底上；对于虚底要进行加固处理。柔性模板挂设以后，将控制厚度的锚栓穿过模板，并在锚栓两端上小托板及螺母，以防泵注过程中柔性模板胀破。

4.4 工程应用效果及效益

（1）工程应用效果

011802工作面回风巷沿空留巷历时2个半月，留巷长度600余m，日平均留巷速度8m，最快速度14m/d，矿压观测表明留巷后巷道处于稳定状态，目前该工作面二次回采也已顺利完成。

（2）取得的经济效益

011802工作面实施沿空留巷后，回收区段煤柱按25m宽，留巷长度600m，平均煤层高度3.8m，密度1.4吨/m3，回采率按照93%计算，多回收煤炭7.42万吨，按当年吨煤价格300元计算，则可产生经济效益总额2226万元。

沿空留巷每米成本比掘进少3000元，则600m节省成本180万元。

两项合计增加效益2406万元。

5.结论

（1）目前国内外沿空留巷技术多应用于薄及中厚煤层，金凤煤矿柔模混凝土沿空留巷留巷高度达3.8-4.2m，为厚煤层沿空留巷提供了新的技术方式。

（2）011802工作面柔模混凝土沿空留巷是将回风巷保留下来，作为011801工作面的运输巷使用，留巷净断面达5.2m，保证了下一工作面安装、运输车辆能顺利通行。该大断面原位留巷的成功为沿空留巷在厚煤層、大断面中的推广提供了技术支撑。

（3）011802工作面日平均推进度8m，采用柔模混凝土制备输送机组进行泵注混凝土施工，施工速度快，不影响回采，施工质量高。

（4）采用巷内超前补强锚索、巷旁柔模混凝土连续墙+悬挑工字钢梁及巷内架棚临时支护等方式对沿空留巷巷道进行联合支护，这种支护方式能适应沿空留巷巷道较大变形，同时有效地抑制了上覆顶板的急剧下沉，为相似条件的沿空留巷巷道支护提供支护经验。

参考文献

[1] 孙恒虎，赵炳利.沿空留巷的理论与实践[M].北京：煤炭工业出版社，1993.

[2] 陈勇，柏建彪，王襄禹，等.沿空留巷巷内支护技术研究与应用[J].煤炭学报，2012，37（6）：903-910.

作者简介

杏喜平（1978-）男，宁夏银川，西安科技大学毕业，高级工程师。