深部矿井Y型通风沿空留巷围岩控制技术_张登龙
采煤工作面沿空留巷无煤柱Y型通风技术应用
采煤工作面沿空留巷无煤柱Y型通风技术应用摘要：该文介绍了在矿井深部工作面生产时采用无煤柱开采法解决工作面风量及瓦斯治理的技术难题，有很高的实用和借鉴价值。
关键词：煤层群复杂开采；沿空留巷；Y型通风柏林煤矿是高瓦斯、高地温的深部开采的矿井，且逐步向深部开采，必然各煤层瓦斯含量会逐步升高，采煤工作面U型通风方式是相对传统而落后的的通风方式，其存在通风路线长、通风阻力大以及工作面的工作环境差等不足，特别是上隅角瓦斯易集聚超限，给回采工作面的瓦斯治理工作带来较大难度。
除了采用多种立体式瓦斯抽放新技术来降低瓦斯含量措施外，还积极探索新的通风方式，构建科学合理的矿井通风系统。
经过多年实践、摸索，成功采用Y型通风方式和沿空留巷技术，较好地解决了采煤工作面上隅角和回风流瓦斯经常超限的问题。
1 Y型通风方式的优势目前普遍采用的工作面U型通风方式由于上隅角及回风瓦斯浓度经常超限，严重影响煤矿的正常生产，制约着高产高效采煤技术的推广应用及综合经济效益的提高。
也正因如此，国内外都在配合采煤工艺改革的基础上积极探索和改进工作面通风方式。
改进工作面通风方式就是将传统的U型通风方式改为H型、W 型、Y型、Z型、双Z型等。
两进一回的Y型通风方式主进风巷进风通过工作面，稀释本煤层瓦斯，并利用在采空区维护的回风巷，有控制地向采空区回风道漏风，使采空区瓦斯直接进入回风道；而副进风巷进风的作用在于驱散上隅角瓦斯，并具有稀释回风巷瓦斯浓度的作用。
从采煤工艺角度分析，Y型通风方式都可适应有煤柱开采和无煤柱开采，前者浪费资源、掘巷多，但巷道维护容易；后者掘巷少、有利于机械化作业和提高资源回收率和综合经济效益，但巷道维护困难。
前进式比后退式无煤柱采煤方法沿空留巷或沿空掘巷较多，后退式无煤柱采煤方法的通风方式中Y型和Z型通风方式沿空留巷或沿空掘巷较少。
综合上述分析，从巷道掘进和维护量、采煤工艺的改革、通风和生产能力、瓦斯治理等方面综合考虑，上述两进一回Y型通风方式是各个方面效果都较好的一种通风方式。
矿井深部开采沿空巷道的围岩控制技术研究
矿井深部开采沿空巷道的围岩控制技术研究摘要：针对深部综放沿空巷道围岩稳定性差、变形大、难支护的特点，通过理论分析、数值模拟和现场实验等方法，从巷道支护方式和巷道断面优化两方面讨论了深部综放沿空巷道的控制技术。
研究结果表明：直墙半圆拱形断面、锚梁网索联合支护方式能够较好的控制深部综放沿空巷道围岩，减少巷道围岩变形，增强其稳定性。
关键词：深部综放沿空巷道半圆拱形锚网索联合支护断面优化1、引言随着对能源需求量的增加和开采强度的不断加大，我国矿山相继进入深部开采。
目前，我国煤矿开采深度以每年8～12m的速度增加，而东部矿井更以每年10～25m的速度增加，预计未来20年，我国很多煤矿将进入1000m～1500m的深度开采。
另一方面，我国已探明煤炭资源埋深在1000m以下的储量为2.95万亿吨，约占煤炭资源总量的53％，因此，现在及未来一段时间内，我国煤矿开采将逐渐转入深部开采。
由于深部岩体所处的地球物理环境及其应力场的复杂性，在浅部开采基础上发展起来的传统支护理论、支护参数已难以适应深部巷道支护设计和实践的需要。
深部综放沿空巷道，作为一类较特殊的回采巷道，与普通的回采巷道相比，具有以下特点：(1)综放沿空巷道布置在靠近采空区的煤体中，巷道围岩结构破碎，在掘进和回采过程中，巷道将发生较大的变形；(2)对于综放沿空巷道而言，由于巷道上方为顶煤，上覆岩层运动波及的范围及影响程度相应地增大，回采过程中的矿压显现将更加剧烈；(3)综放工作面年产量多在100万t左右，开采强度大，机械设备体积较大，且所需风量剧增，这就要求巷道具有较大的断面；(4)深部综放沿空巷道埋深大，地应力相对较大。
由于以上原因，深部综放沿空巷道围岩的稳定性及其控制一直是采矿领域中的研究热点和难点。
本文主要从支护方式与参数、巷道断面优化等方面讨论深部综放沿空巷道围岩的控制技术。
2、综放沿空巷道断面的优化由于施工简单，易于成型等优点，矩形和梯形断面形状是目前国内综放沿空煤巷的主要断面形状。
对回采工作面沿空留巷Y型通风的应用探讨
0.引言目前普遍采用的工作面U 型通风方式由于上隅角及回风顺槽瓦斯浓度经常超限,严重影响煤矿的正常生产,特别是在开采具有高瓦斯、高地压、高地温煤层群时,这一问题变得更突出,制约着高产高效采煤技术的推广应用及综合经济效益的提高。
因此,有必要对现有的通风方式进行改进。
1.各种通风方式的分析比较与选择国内外都在配合采煤工艺改革的基础上积极探索和改进工作面通风方式。
改进工作面通风方式就是将传统的U 型通风方式改为U 带尾巷、W 型、Y 型、Z 型、双Z 型等。
依据有关研究资料[1~4],对这些改进型的通风方式预防和治理瓦斯积聚的机理及优缺点归纳如下:1)一进两回U 带尾巷和两进一回的W 型、Y 型、双Z 型的通风方式,其中一条巷道可专用作排瓦斯巷,巷道中无人员和设备,可通过提高其中的瓦斯允许浓度和风速,相对提高其通风能力,进而提高工作面单产量。
因此其通风能力和治理瓦斯的能力比一进一回的通风方式大。
2)后退式采煤两进一回Y 型、W 型及采空区中部留回风巷的双Z 型通风方式,由于两巷进风使通过工作面的风量相对减少,所以有助于防止工作面煤尘飞扬,改善工作面气候条件,减少采空区漏风和瓦斯涌出,从而也具有防止工作面瓦斯积聚的作用。
3)后退式采煤方法两进一回W 型通风方式和采空区中部留回风巷的双Z 型通风方式在工作面长度一定时使采空区压差减小,漏风和瓦斯涌出减少,从而具有防止上隅角瓦斯积聚和工作面瓦斯超限的作用。
但是W 型通风方式采空区涌出的瓦斯还需经过工作面,当采空区瓦斯涌出特别大时,还可能在工作面中部形成瓦斯积聚。
4)回风流入相邻采区回风上(下)山Y 型、Z 型、双Z 型分列式通风方式,由于其沿空留巷使采空区漏风方向改变,瓦斯随漏风直接涌向沿空回风巷,所以分列式通风方式在防止上隅角瓦斯积聚和工作面瓦斯超限方面优于回风流入本采区回风上(下)山的U 型、U 带尾巷、W 型等折返式通风方式。
但Z 型和双Z 型工作面风量不可调节。
沿空留巷围岩控制关键技术研究
沿空留巷围岩控制关键技术研究摘要：我国绝大部分煤炭生产基地采用井工开采方式开发煤炭资源，其中保留煤柱的方法一直用于大部分采区平巷。
本文对沿空留巷围岩控制关键技术进行分析，以供参考。
关键词：沿空留巷围岩；控制技术；研究引言随着煤炭开采技术的提高以及材料科学研究的深入，相对于保留煤柱开采，沿空留巷无煤柱开采方式具有很大优势，它在节约煤炭资源、提高煤炭开采效率、采区布置优化等方面显示出巨大优势，此外，沿空留巷无煤柱开采配合Y型通风，优化采区通风方式，可以解决工作面瓦斯问题。
1沿空留巷技术概述沿空留巷技术指的是在矿井施工期间，在沿采空区域周边提前留下原巷道位置，待对采空区域施工完成后则借助周边区域回转到回采巷道位置，进而保证合理的对原有施工期间预先留下的安保煤柱开展回采工作，并且能够对之前施工的回采巷道进行支护工作，为后续工作的开展创建有利条件。
在煤矿施工期间合理的采用沿空留巷技术，可以最大限度的回笼资源，同时对施工过程中的资源浪费进行管控。
沿空留巷技术能够促进煤矿开采工作的发展，目前全球都在对此项技术进行研讨，以求能够进一步提升此项技术的发展。
2工程概况某煤业4102综采工作面位于+849水平，埋藏深度为450～490m，工作面主采4#煤层，煤层厚度为1.62～2.88m，均厚2.5m，平均倾角6°，4#煤层顶底板情况见表1。
4102工作面第一辅助进风巷采用沿空留巷技术方案。
3沿空留巷支护技术探讨3.1支护技术的选择与分析如今使用频率最高的支护措施有针对巷内的基本支护法和加强支护法，还有适用于外部的巷外支护法，鉴于支护措施自身的特点，在施工期间要依据实际的施工情况合理的选用支护技术，以保证沿空留巷施工的顺利进行。
针对掘进度较大的沿空留巷而言，在选用巷内支护措施时应选用强度、刚度、延伸性都相对较高的锚杆与锚索，在巷道施工结束之后需要立即采取支护措施，同时需要给予支护结构适当的预应力，确保支护结构具有良好的抗变形能力，以此来确保巷道周围岩层的稳固性能。
沿空留巷“Y型”通风技术
１ ）生产单位运输过程中严禁冲撞风门，风门要妥善保护，做到人 过风 门随手关。风 门必须安装 闭锁装置，并 不得同时打开两道相邻风
进 ，即采用沿空留巷 … Ｙ 型通 风方式 ，在采空区侧留下一条 回风巷 ， 该通风方式有利于解决工作面瓦斯问题 ，提高工作面安全 耀瘦 ， 在不少 矿 井取得 了 成功。 随着沿空 留巷 的技术 不断被推广应用 ，沿空留巷 “ Ｙ ”型通 风方 式，即在采空区侧留下一条回风巷，也将不断的被推广应用。
均厚度为 ４ ． ７ ８ ｍ。
４ ）当工作面回采期达到 自 然发火期后 ，必须对采空区采取注 卤粉 或在工作面上、下隅角畹 西 阻化剂的预防发火措施。 ５ ） 通 风区要按规定在工作面 回风巷安装好瓦斯 、一氧化碳 、温度 传感器，并与地面监测系统联 网，随时监测参数变化情况 ，并且要定期 对该工作面 的瓦斯探头及瓦斯 电闭锁装置根据规程规定进行检修和校 验 ，并进行试跳试验，保证监测设备的完好有效。 ６ ）坚持综合防尘制度 ， 做到开栅 西 水 ，无水不开机 ： 在工作面各 运输设备转载点安设有效的喷雾灭尘及洒水装置 ，转载喷雾必须 固定牢 固， 所有喷雾必须保证正常使用 ：同时为防 止 煤尘积聚、飞扬 ， 要设专 人对施工巷道定期 ； 中 刷， 并要求做到有喷尘记录 ，为增加煤体湿度 ，减
学 术 论 坛
沿空留巷 “ Ｙ型＂通风技术
徐 雷
（ 开滦集团唐山矿业分公司 ，河北唐 山 ０ ６ ３ ０ ０ ０ ）
Ｉ ｝ ｉ 奄 要】 随着矿井机械化采煤程度的不断提高，采煤施工时瓦斯涌出量也将随之增大， 在传统的一进・曰的ｕ型通风 方式中，采煤 工 作面一 部分１ 月． 滚． 直 接从工作面切眼流过，另—奇 吩 风流则从工作面中下部流入采空区＇经采空区再回到工作面上部及上隅角，这样经常造成工作面
谈煤矿沿空留巷控制围岩关键技术
关键词：沿空留巷；顶板；围岩控制；综合应用由于沿空留巷往往容易受到来自采动的影响，导致顶板裂隙被划分为块体结构，因此导致离层与破坏的现象，最终将给巷道支护带来困难。
国内外学者对沿空留巷的肩角冒落以及相应的顶板离层进行全面的研究。
张农[1]等经过对工况实际进行调研与分析产生了沿空留巷围岩控制理论，总结出了墙体快速构筑“三位一体”围岩控制、结构参数优化、分区治理、预裂爆破卸压等方式；柏建彪[2]通过全面探究沿空留巷围岩控制技术发现可以有效地确定巷旁支护体主要参数，主要构建有关巷旁充填沿空留巷的力学模型，从而更加容易对沿空留巷顶板破断垮落情况进行分析。
笔者从沿空留巷围岩控制关键技术出发，对如下几个方面的技术进行分析：第一，可伸缩U型钢支架；第二，锁棚锚杆/锚索；第三，预充填区顶板加固；第四，支架壁后充填等。
进而可以为沿空留巷支护参数设计提供有效的理论支撑。
1可伸缩U型钢支架可伸缩U型钢支架可是实现可缩性以及具有一定的强度，从而可以有效地抑制塑性区的持续变形以及缓解顶板分离等。
可伸缩U型钢支架具体工作如下：支架与型钢固定在一起，可以有效地吸收能量，从而保证相应的预紧力。
假如可伸缩U型支架与相应的围岩进行接触时，型钢与连接件之间将会产生摩擦阻力，从而可以有效地防止围岩发生变形。
当围岩不断变形时，支架阻力也不断增加，可是假如支架承载能力低于围岩阻力时，这样将会导致型钢出现挠曲破坏，进而发生失去承载能力的现象[3]。
2支架壁后充填技术假如需要对围岩支架壁进行填充的过程中，通常能够有效地提高围岩与支架之间的作用力。
与此同时，经过填充之后的围岩能够有效地优化结构，同时可以减小了巷道断面的收缩量。
（1）壁后充填作用，假如完成填充之后，其可以有效地充实围岩空洞，能够有效地改善围岩的结构以及提升了对残余应力的强度，最终能够有效地优化支架与围岩之间的相互作用。
为了能够有效地降低支架因载荷集中出现的破坏，此技术具有如下几个方面的作用：第一，壁后完成填充之后，能够有效的优化浅部围岩刚度以及相应的残余强度，可以有效地提升后载支护能力，从而能够进一步防止支护出现倾斜失稳[4]。
潘一东矿井1252(1)工作面“Y型”通风沿空留巷的实践
潘一东矿井1252(1)工作面“Y型”通风沿空留巷的实践针对深部开采问题，特别是深部瓦斯面临的重大灾害隐患。
进入深部开采以来，突出威胁增加、软岩支护问题、采空侧小煤柱等地压问题及地温问题日趋严重，深部开采面临巨大的安全技术挑战。
而地面钻井开采煤层气技术尚不能解决深井低透气性煤层条件，实现先抽气、后采煤的资源开采方式。
国内外的研究实践表明以沿空留巷的方式可以一体化解决通风降温、缓解采掘接替、简化采区系统、实现连续开采，并为高效抽采采动卸压煤层气，治理煤层群瓦斯提供最佳的工作空间，因而将开采高瓦斯、高地压、低透气性煤层群的技术难题统一起来考虑，提出了基于1252（1）综采工作面沿空留巷“Y型”通风卸压开采抽采煤层气的煤气共采技术新思路。
二“Y型”通风沿空留巷方案1、1252（1）工作面地质概况2、采用“Y型”通风沿空留巷原因分析结合潘一东区矿井1252（1）工作面地质概况，根据在淮南矿区坚持科技创新瓦斯治理上形成的创新技术体系，分析得出1252（1）工作面瓦斯治理为-848深部煤层开采，采用“Y型”通风沿空留巷具有以下原因：（1）上隅角瓦斯积聚“Y型”通风工作面采空区的漏风主要流向留巷，从根本上解决了上隅角瓦斯积聚难题。
在留巷密实性好的前提下，在留巷内距工作面切顶线一定距离或留巷未端增加流出汇(抽采覆岩卸压瓦斯或采空区埋管抽采瓦斯)，通过调节抽采量，可显著改变采空区流场结构，保证工作面上隅角瓦斯浓度处于安全允许值以下的较低值；（2）采空区易积存大量高浓度瓦斯“Y型”通风沿空留巷留巷密实性好，采空区内部的易积存大量高浓度瓦斯，利于实现高浓度瓦斯抽采；（3）上部端口区域瓦斯浓度高在保证工作面瓦斯浓度不超限的安全前提条件下，通过调节二进风巷的进风比，降低工作面的风量，减少上、下端口压差，实现上部端口区域瓦斯浓度处于较低水平；（4）采空区瓦斯向工作面的涌入由于工作面中没有来自采空区的漏风，避免了采空区瓦斯向工作面的涌入；（5）高温采煤工作面采煤工作面机电设备散热和采空区氧化热直接进入专用回风巷，工作面上、下进风巷均处于进风系统，对高温采煤工作面具有明显的降温作用。
深部沿空留巷围岩变形特征与支护技术研究
深部沿空留巷围岩变形特征与支护技术研究摘要:在煤矿开采过程中,深部与浅部两者的沿空留巷却被很大,深部煤岩体受到高压溶水压、高地温和高地应力影响,采动影子与高原岩应力相互叠加,引起围岩变形冲击性、流变性和扩容性显现。
本文主要分析深部沿空留巷的围岩变形特征,提出支护技术的改进建议。
关键词:深部沿空留巷围岩变形支护技术沿空留巷主要涉及围岩活动规律、巷内支护、巷旁支护、围岩和支护的作用关系研究。
目前,国内外许多学者对其展开大量研究,我国基本掌握了薄层、中层、厚层的煤层沿空留巷矿压的突出规律。
笔者根据自身多年的从业经验,以某煤矿深部沿空留巷为对象,选择数值模拟对沿空留巷的围岩变形特征与支护技术进行分析,现总结如下。
1 数值模拟深部沿空留巷回采工作面对沿空留巷引起顶板剧烈运动,受到巷旁支护的作用,围岩变形具有独特特征,沿空留巷的围岩结构。
为系统掌握沿空留巷的围岩变形分布、应力分布特征,选择有限差分数FLAC3D软件实施模拟分析。
首先,建立模型。
将某煤矿工作面的回风巷作为模拟巷道,工作面倾角为22°,煤层厚度1.5 m,约700 m的巷道埋深,倒梯形的断面,2.9 m的中间高度,4.9 m的宽度。
选择井下实测数据作为模型的初始应力,利用水压致裂法测量工作面的原岩应力,其结果:16.8 MPa的最大水平主应力、N46.1度W的方向、8.8 MPa的最小水平主应力、20 MPa的垂直主应力。
2 巷道围岩变形和应力分布特征巷道围岩发生位移,其余回采工作面之间距离可以看出(如图1),工作面回采超前的0～14 m的影响范围,90.7 m的顶板低鼓量,51 m的顶板下沉量,62.1 mm的煤帮位移,围岩变形范围主要为工作面后方的0～24 m,199.2 mm的顶板总下沉量、395.1 mm的底鼓量、282 mm的煤帮位移量,呈现出以底鼓、煤帮挤出为主的围岩变形。
巷道两侧顶板均发生均匀的下沉位移,工作面后方的两侧顶板呈不均匀下沉,采空区侧发生较大下沉,煤帮侧发生较小下沉,两者有25 mm的差值,主要是由于留巷顶板发生回转变形产生。
深部综放沿空巷道围岩控制技术
的技 术和 方 法 ， 以保证巷道 围岩稳定和生产 安全。 为此 ， 笔者 从控 制支 护方 式 与参数 、 进行 巷道 断 面优 化两 方面 来研 究如 何有 效控 制深部 综放 沿空 巷道 围
岩稳 定 。
需 采用 “ 锚杆 ＋锚 索 ＋金 属 网 ” 联 合 支 护形 式 ， 以保 证 生产 的安 全 。一 些 特 殊 的地 质 构造 部 位 （ 如 断层 附近 、 向斜 或 背 斜 的轴 部 等 ） ， 由 于 构 造 应 力 的作
性 质表 现 出了很 大 的差 异 ， 因此 原 有 的 浅 部 岩层 支 护 理论 、 支护 参数 难 以满 足深 部 巷 道 支 护设 计 和实
可 缩性 拱形 支架 和 环形 支 架 等 ， 棚 式 支 护 一 般 属于 被 动 支护 ， 基 本不 具 初 撑 力 ， 只 是 在 围 岩变 形 后 ， 随 围岩 变形 的增加 ， 支 架 支护 阻 力 才 逐 渐增 长 。锚杆 支护 属主 动支护 ， 与 棚式支 护相 比 ， 锚杆支 护 由于具 有成 熟 的技术 、 较 为 简单 的施 工 方法 且 经 济 效 益 显 著等 特点 ， 目前 已为 越来越 多 的煤矿 所采 用 。
生极 大 的影 响 。其 中 ， 围岩 性 质 和地 应 力 主 要 取
更加 剧 烈 。 ③ 综 放 工 作 面 年 产 量 多 在 ２ ０ ０万 ｔ 左
右， 开采 强度 大 ， 机 械 设 备 体 积 较大 ， 且 所 需 风 量 剧 增， 这就 要求 巷道 具 有 较 大 的 断 面 。④ 深部 综 放 沿
传 统 的 回采 巷道 支护 方式包 括棚 式支 护 和锚杆 支 护 。常用 的棚 式 支 护 主要 有 工 字 钢 支 架 、 Ｕ 型钢
沿空留巷Y型通风系统瓦斯治理技术研究
FORUM 论坛管理144 /矿业装备 MINING EQUIPMENT沿空留巷Y 型通风系统瓦斯治理技术研究□ 常 宾 阳煤集团和顺新大地煤业有限公司我国煤矿长期以来使用U 型通风方式，该通风方式最大的弊端在于处理上隅角瓦斯超限方面，即便工作面已经提前采取瓦斯抽采措施或者在开采的过程中进行瓦斯抽采，但在工作面回采过程中仍然会经常出现瓦斯超限事故，制约着工作面的正常推进速度及安全高效回采。
随着国内煤矿开采逐渐转向深部，瓦斯超限问题也日趋突出。
某矿为煤与瓦斯突出矿井，主要开采煤层为3号煤层，矿井瓦斯绝对涌出量为196.727 m 2/min，矿井瓦斯相对涌出量为43.27 m 3/t，该煤层内部胶结程度较好、裂隙发育很少，属于较难抽采的煤层，该矿3号煤层已开采工作面均采用提前预抽瓦斯及U 型通风的方式进行开采，上隅角瓦斯超限一直是难以解决的问题，对矿井高产高效产生了严重的影响。
为治理该问题，每个工作面需要布置四条巷道，各巷道间均留设20 m 煤柱。
在该种巷道布置形式下会产生如下问题：①巷道掘进条数过多，掘进工作面较多，造成矿井采掘衔接紧张，矿井风量损失严重；②工作面布置的四条巷道中，有两条巷道受到上工作面采完侧向支承压力及本工作面回采动压双重影响，在现有支护条件下，无法保证巷道围岩的稳定性，巷道胃炎出现较大的变形，后期的巷道整修工程量不亚于重新开掘施工一条巷道；③该矿生产的3号煤层属于优质煤重，在原有巷道布置条件下，没回采一个工作面将损失两条煤柱资源（45 m 左右），以走向长度为1 500 m 的工作面计，则没回采一个工作面会导致30万t 左右的煤炭损失量；④矿井工作面现所采用的U+L 通风方式，经常导致工作面上隅角瓦斯超限；因此矿井急需通过改善开采布局来从根本上实现瓦斯治理难题。
沿空留巷实现了无煤柱开采，同时对实现瓦斯与煤层同步开采、卸压开采具有重要的促进作用。
沿空留巷即将上区段工作面一侧顺槽保留下来给下区段工作面使用，在减少巷道掘进量的同时，实现了矿井通风方式由U 型通风向Y 型通风的转变，该种巷道布局方式对工作面上隅角瓦斯超限治理具有重要的促进作用，对矿井安全高效生产起重要的促进作用。
沿空留巷“Y”型通风煤与瓦斯共采技术
根据3107工作面生产地质条件、邻近工作面开 采情况、岩性和以往的岩层力学参数考虑，具体地质
力学参数初步取值如下:煤层开采厚度为5+,工作面
长度240+，周期来 步 20+，巷道 大 550+,
顶 厚度为2.5+,
顶 厚度5.66+,留
巷巷道度5.2+, 体度2.0+, 岩层容重
为25/N/+3，应力集中系数为2.0,本顶岩层抗拉强 度8MPa, 系数为0.4,煤层 力为1.5MPa,
, 间 2m, 2mo 即
按照“3-0-3-0”
方施工，
上
加挂金属。
在没
有经受工作面 前压力之前变形量较小，但随着时间
媒矿#代化
2019 &第 6 (
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的推移，巷道变形逐渐加大，导致部分区域巷道顶底 板几近闭合,两帮移近量也非常大，因此，巷道在留巷 之前需进行补强支护处理。
2巷旁支护宽度的确定
突出矿井而言，一般采用采用先抽后采、边采边抽的 瓦斯治理措施，然而开采致密、裂隙不发育煤层时:采
动之前难以抽采瓦斯，采前预抽及u型通风不能有 效解决上隅角瓦斯积聚问题。潞安集团夏店煤矿为高
瓦斯矿井，目前主采3号煤层。生产期间为了解决掘 进和瓦斯问题，原回采工作面一 采用 进 回”的
“U+L”通
： 之间的煤
0
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31r017(怡进尿风怯巷
S
1 3106回风巷
N J II II 0
“ \\ II
'1 3117工作面布+
3117工作面
面为宽5高
(4.8mx3.0m) ,3117
+
高瓦斯工作面Y型通风方式下的沿空留巷支护技术研究
高瓦斯工作面Y型通风方式下的沿空留巷支护技术研究随着煤矿开采深度和工作面宽度的不断增加，瓦斯灾害、冒顶、支护变形等问题愈发突出。
因此，寻求一种适合不同采煤条件的支护方式势在必行。
目前，高瓦斯工作面Y型通风方式下的沿空留巷支护技术受到了研究和应用的关注。
本文将介绍这种支护技术的特点、优点、难点及应用情况。
一、技术特点：沿空留巷支护是将采空区按照地质条件和采煤方式等因素分段进行独立支护。
在采空区内，开挖空间留有一定宽度的沿空巷道，形成了类似于挂栏的结构。
同时，钢架等材料用于支撑沿空巷道，以保证承重和稳定性。
1.有效降低风量损失；2.避免沿空巷道塌方对煤层体的影响，有利于保护煤层资源；3.通过适当的支撑方式对工作面进行有效支护，提高了工作面的稳定性和地质环境的安全性；4.能够有效应对高瓦斯工作面所产生的危害，保障工作面的连续运行。
二、优点：（一）瓦斯浓度降低在采煤过程中，煤层中的瓦斯被抽出后，通过顶板和地面的通风井被排除出矿井。
采空区中的沿空巷道通过独立的通风系统进行通风，可以控制瓦斯和空气混合物的流动，从而减少瓦斯浓度。
（二）支撑稳定性好沿空通风巷道的及时支撑，可以减少采空区对围岩的影响，避免了岩层变形，从而保证了巷道的长期稳定性。
（三）适应高瓦斯工作面条件在高瓦斯工作面Y型通风方式下，沿空留巷支护技术通过控制瓦斯浓度保障了人员安全，同时巷道支撑保证了工作面的顺利开采，提高了工作效率。
三、难点：（一）支护材料的选择在沿空留巷支护技术中，钢架作为支撑材料的采用和选择对工作面的安全运营和支护具有重要作用。
目前，在国内外采用的钢架种类主要包括H型钢、螺旋钢管、方管和百脚等材料。
在选择钢架时，需要考虑到巷道的长宽比、地质条件、采煤方式、巷道的通风等因素。
（二）巷道支撑方式的选择巷道支撑方式的选择取决于采煤方式、巷道的长宽比和地质条件等因素。
一般情况下，采用立栅式支撑或BZH-半圆型表面支撑。
在进行巷道支护时，还需要结合巷道的形状、地质条件和支架材料等因素选择不同的支撑方式。
深井大断面Y型通风沿空留巷加固支护技术
深井大断面Y型通风沿空留巷加固支护技术王圣武;张五一【摘要】通过对沿空留巷围岩活动和矿压显现规律的分析,介绍了谢一矿5121(5)薄煤保护层工作面在回采前、回采后对沿空留巷段进行充填加固支护的设计方案与实施情况.保证了Y型通风顺利实施,以解决上隅角瓦斯集聚,杜绝风巷瓦斯超限事故的发生,实现了薄煤层工作面生产高产高效.【期刊名称】《中国矿山工程》【年(卷),期】2011(040)004【总页数】4页(P47-50)【关键词】Y型通风;沿空留巷;矿压;超前加固;锚梁网锁;充填垛【作者】王圣武;张五一【作者单位】淮南矿业集团谢一矿,安徽淮南232046;淮南矿业集团谢一矿,安徽淮南232046【正文语种】中文【中图分类】TD3531 工作面概况5121（5）工作面位于谢一矿51采区（Ⅵ线与Ⅱ线之间），上至-700m标高，下至-780m标高，北至F12-10断层，南至工广煤柱线，该工作面走向长为1688m，倾斜长为150～240m,平均值为195m，面积为33 2670m2，煤层总厚为0.3～1.6m，平均值为1.0m；煤层结构为单一型；煤层倾角20°～22°，平均值21°；可采储量为395 877t。
5121（5）工作面属保护层开采，考虑到工作面煤层薄，为尽快打开被保护层，采用薄煤层综合机械化走向长壁后退式回采，全部垮落法管理顶板。
2 存在问题（1）谢一矿5121(5)工作面为薄煤保护层开采，回采后，受采动影响，其下伏C14、C15、C13、C12煤层等邻近层的卸压瓦斯大量涌入风巷及采空区，致使采煤工作面上隅角瓦斯积聚，不仅限制了生产能力和生产效率的进一步提高,而且严重危及作业人员的生命安全。
传统的U型通风方式难以解决上隅角瓦斯超限问题,采用沿空留巷技术实施Y型通风，见图1,即进行“二进一回”通风方式能有效地解决这一难题。
（2）5121（5）工作面留巷选择在5121（5）工作面下顺槽，标高为-780m，回采前掘进断面5.0m×4.0m，直墙半圆拱形，锚梁网锁支护。
Y型通风在沿空留巷的应用 ppt课件
三、工作面沿空留巷关键技术
1、沿空留巷技术的优点 2、沿空留巷技术的难点 3、沿空留巷关键技术
Y型通风在沿空留巷的应用
天府一矿k4煤层机巷
1、沿空留巷技术的优点
沿空留巷技术配套瓦斯抽采技术是煤矿采掘发展的革命性技术。该技术通过实 现无煤柱、连续开采,提高了煤炭资源的回采率,并从根本上解决了工作面上隅角及回风巷 瓦斯浓度频繁超限等问题,在一定程度上缓解了工作面接替紧张的局面。沿空留巷技术在 一定程度上解决抽放瓦斯钻孔布置层位问题,抽放瓦斯效果得到保证。主要体现在以下几 个方面: （1）沿空留巷封闭性好,采空区积存大量高浓度瓦斯,易于抽采利用。 （2）沿空留巷技术配套倾向瓦斯抽采钻孔,既克服了走向高位抽放有效区域受覆岩结构和 关键层位置影响大、层位难以控制的缺点,又克服了走向高抽巷或长钻孔工程量大、成本 高、前期准备工作量大的缺陷。 （3）所采用的倾向钻孔有效抽放瓦斯影响范围大,解决了走向钻孔和高抽巷工程量大的问 题;同时,倾向抽放瓦斯钻孔贯穿三带,实现抽放瓦斯浓度高,抽放瓦斯量大。 （4）成巷速度较快。传统的双巷掘进方式越来越不能满足采掘接替的需要,同时也造成大 量资源的浪费。沿空留巷技术具有降低巷道掘进率、提高煤炭采出率、减小工作面瓦斯含 量、实现煤与瓦斯共采等优点。
九采区薄煤层工作面开采采用沿空留巷 ，完全取消了区段煤柱 ， 提高资源回收率。降低了巷道掘进率 ，减少掘进费用 ，加快工作面的准 备。改善矿井生产条件 ，有利于谢 谢！
Y型通风在沿空留巷的应用
Y型通风在沿空留巷的应用
3、“Y”型通风的尝试
针对 1916 工作面沿空留巷的瓦斯治理 ，决定在这个工作面沿空留巷采取 “Y ”型通风方式 ，通过组织掘进将 1918 工作面圈出 ，形成“Y”型通风的必备条 件 ，在 1916 运煤巷的九采专用回风巷处构建风桥 ，调节溜子道风门 ，形成 1916 运 煤巷进风使 1916 工作面回风通过沿空留巷 ，经 1918 圈出的工作面 ，最终到达九采 专用回风巷 ，形成 Y 型通风方式。
深部沿空留巷围岩控制模型研究
深部沿空留巷围岩控制模型研究【摘要】本文通过对旗山煤矿94103沿空留巷巷道围岩变形规律的研究与分析，建立了深部沿空留巷围岩控制模型。
并在此基础上对巷旁支护阻力、支护体控顶高度以及支护体的可缩量等参数进行力学计算。
【关键词】深部；沿空留巷；围岩控制深部沿空留巷围岩应力分布规律不同于浅部普通回采巷道，随着巷道埋深加大，巷道维护不断增加，有必要对巷道围岩变形机理展开详细研究，从理论上对深部沿空留巷顺利实施提供指导。
本文首先研究沿空留巷上覆岩层活动规律，在此基础上建立深部沿空留巷力学模型，对巷旁支护阻力、支护体控顶高度以及支护体的可缩量等参数进行力学计算。
1 沿空留巷顶板垮落形式和围岩活动规律上覆岩层的活动是引发沿空留巷巷道压力和变形剧烈增加的主要原因，研究沿空留巷首先就应该对工作面顶板岩层活动规律有所认识。
旗山煤矿94103工作面顶板岩层的活动规律特别是侧向板块的结构及运动规律，对工作面沿空留巷巷道的围岩变形具有显著影响。
1.1 顶板岩层的垮落形式研究表明，随着回采工作面的推进，工作面后方沿空留巷的顶板运动，按时间可划分为三个时期，即前期活动、过渡期活动和后期活动。
顶板前期活动期留巷顶板由于直接顶垮落及老顶下沉的带动，其变形形式主要以旋转变形为主。
顶板过渡活动期变形仍以旋转变形为主，但变形速度快，变形量大。
顶板后期活动期。
顶板运动特征以旋转下沉为主，但下沉速度较小。
1.2 沿空留巷围岩活动规律沿空留巷经历一次采动和二次采动采空区顶板岩层剧烈活动的影响，矿压显现十分强烈，顶底板移近量和两帮移近量都很大。
沿空留巷从开掘至报废整个生命周期内围岩变形经历以下五个阶段：1）在煤体内掘巷，由于应力重新分布引起围岩向巷道空间移动。
2）掘巷引起的应力调整稳定后，围岩变形还会随时间持续而增长，变形速度缓慢。
3）巷道受工作面采动影响后，随着回采引起的支承压力的增加，巷道围岩应力再次重新分布，围岩变形急剧增大。
4）随着回采工作面的推进，采空区上覆裂隙带岩层沉降趋向稳定，煤帮侧支承压力逐渐减小，沿空留巷的围岩变形显著下降并趋于稳定。
高瓦斯工作面Y型通风方式下的沿空留巷支护技术研究
高瓦斯工作面Y型通风方式下的沿空留巷支护技术研究随着我国煤炭资源的逐渐枯竭，煤矿开采已经逐渐步入深部开采阶段。
在深部煤矿开采中，高瓦斯矿井的开采难度较大，局部区域甚至整体开采进展受到了较大的制约。
高瓦斯工作面沿空留巷支护技术研究显得尤为重要。
本文主要围绕高瓦斯工作面Y型通风方式下的沿空留巷支护技术进行研究。
一、高瓦斯工作面Y型通风方式的概念和特点Y型通风方式是指采空区一侧为顶混风巷，另一侧为顶回风巷，矿井井下采空区的通风方式。
这种通风方式的特点是采空区内有沿空留巷，留巷通风，采空区内的有害气体能迅速排出，保障了矿工的安全作业。
这种通风方式具有通风效果好，通风系统简单，成本低等优点。
因此在高瓦斯工作面的开采中，Y型通风方式较为常见。
1.沿空留巷的设定沿空留巷是指采空区内的一种人工开挖的通道，用于通风和煤矿开采作业。
在高瓦斯工作面Y型通风方式下，为了保障矿工的安全作业，需要设定沿空留巷。
沿空留巷的设定需要考虑采空区内的气体浓度分布，煤层的结构特点，应力情况等因素，采取合理的布置方案。
同时还需要考虑留巷的通风系统和支护措施。
2.留巷的支护技术在高瓦斯工作面Y型通风方式下，沿空留巷的支护技术是十分重要的。
首先需要考虑选择合适的支护材料和方式。
一般常用的支护材料有钢架、锚杆、锚索等。
同时结合矿井的具体情况，采取不同的支护方式，如挂网支护、水泥灌浆、喷锚等。
针对高瓦斯工作面的特点，还可以采取电动支架、液压支架等机械化支护设备，提高支护效果。
高瓦斯工作面Y型通风方式下，沿空留巷的通风系统设计也是非常关键的一环。
通风系统需要考虑留巷的通风方式、风速、气流分布等因素。
通风系统的设计合理与否将直接影响到采空区内有害气体的排放效果，进而影响到矿工的安全作业。
目前，国内外对于高瓦斯工作面Y型通风方式下的沿空留巷支护技术进行了大量的研究和实践。
在支护材料方面，有的研究对比了不同种类的支护材料，如钢架、锚杆、锚索等在高瓦斯工作面Y型通风方式下的支护效果，有的研究探讨了机械化支护设备在沿空留巷支护中的应用。
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contro l the ra tiona l de fo rm ation of the ga tew ay sound ing rock, w ith the analysis on the surrounding rock struc tura lm ode l o f the g atew ay
o f 5 m and the stress wou ld be stabilized a t distance of 140 m beyond the co alm in ing face. The backfilled mass beyond the coa l m in ing
face w ould hav e the m ax stress va lue of 12 M P a.
rock defo rma tion dur ing the gatew ay driv ing a long the goa.f The loading capac ities o f the bo lt and anchor, the backfilled m ass deform ation
and load ing size we re mon itored and m easured. T he results show ed that the surrounding rock de form ation of the gateway cou ld be div ided
dr iven along the goa,f the paper introduced the surround ing rock con tro l m easures applied to the gateway driv ing a long the goaf of the
transportation gatew ay o f N o 512 ( 5) coa lm in ing face in X iey iM ine. The observa tions and m easurem ent w ere made on the surrounding
1 沿空留巷围岩控制基本原理
1 1 沿空留巷围岩结构形式 沿空留巷要经受 1次掘进和 2次采动影响, 围
岩活动 剧烈, 巷道服 务时间长, 围 岩累计变形量
张登龙等: 深部矿井 Y 型通风沿空 留巷围岩控制技术
大。其技术的关键在于查清留巷围岩变形机理以及 采取有效的围岩控制措施, 而分析沿空留巷围岩结 构形式是研究沿空留巷的重要前提。
K ey word s: gatew ay driven a long goa;f surrounding rock contro l pr inciple; gatew ay deform ation; m ine strata pressure m on itoring and
m easuring
留巷前, 巷道不同部位都有不同程度的变形和 位移, 因此, 采用高强度长锚杆和小孔径预应力锚 索配以钢带在巷道拐角处对巷内顶板及煤帮进行加 固。高强度长锚杆和预应力锚索, 能锚固在深部岩 层中, 同时能施加较大的预应力, 可对围岩提供高 支护阻力, 提高顶板的整体性, 改变围岩的受力状 况, 改善围岩的力学性质 ( 抗压强度、弹性模量、 黏聚力、内摩擦角 ), 进而提高围岩的强度。 2 3 巷旁支护技术
U 型钢支架的受力状况和承载能力及整体效果; 同 时, 还进行了喷浆注浆封堵等联合支护措施。
文章编号: 0253- 2336 ( 2010) 12- 0028- 05
Surrounding R ock Control T echnology of G ateway
Driven A long G oaf w ith Y T ype V entilation In D eep M ine
ZHANG Deng long, HUA X in zhu
表 1 沿空留巷底鼓防治措施
底鼓量 /
底板加固
卸压法
mm 底板锚杆 底板注浆 反拱支架 爆破 钻孔 切缝 挖底
< 300 300~ 700 700 ~ 1 200 > 1 200
∀ 后锚
∀ 必用
∀ ∀ 后注 必用
∀
∀ ∀ ∀ 定期
酌情选用 ∀ ∀ ∀ 先挖
酌情选用 先爆 ∀ ∀ ∀
必用 先爆 酌情 酌情 ∀
图 1 沿空留巷围岩结构形式
相对于沿空留巷上覆岩体的大结构而言, 在关 键层平衡结构的下方, 由通过锚网索支护的留巷直 接顶所构成的悬伸梁结构称之为沿空留巷围岩小结 构。据此简化, 可得出沿空留巷围岩结构形式, 如 图 1所示。 1 2 围岩控制的基本理论
基于以上分析, 小结构一端的支承体为实体煤 帮, 另一端为巷旁充填体, 因此实体煤帮、充填体 的承载和抗变形能力将直接影响小结构的稳定性及 承受大 结构作用பைடு நூலகம்能 力。因此, 加 强巷内顶板支 护, 加固实体煤帮, 提高巷旁充填体的承载性能, 保持小结构的稳定性是保证沿空留巷成功的关键。 沿空留巷的围岩控制正是这一基本原理的应用。
基金项目: 国家自然科学基金资助项目 ( 50774001)
28
作面走向长 1 340 m, 倾 向长 150~ 195 m, 采深 805~ 900 m, 采高 2 5 m, 直接顶为泥 岩, 破碎, 厚度 2 3 m; 基本顶为粉 - 细砂岩, 硬度大, 厚度 2 5 m; 直接底为 页岩, 松软, 厚度 1 5 m; 煤层 倾角 20 ; 运输巷宽 4 8 m, 高 3 2 m, 为典型的深 井大断面软岩沿空留巷。
第 38卷第 12期 2010年 12月
煤炭科学技术
Coal Science and T echno logy
V o l 38 N o 12 D ec. 2010
深部矿井 Y 型通风沿空留巷围岩控制技术
张登龙, 华心祝
( 安徽理工大学 能源与安全学院, 安徽 淮南 232001)
摘 要: 为了实现深部工作面无煤柱开采沿空留巷, 有效地控制留巷围岩的合理变形, 通过分析沿 空留巷围岩结构模型, 介绍谢一矿 512 ( 5) 工作面运输巷沿空留巷时所采取的围岩控制措施, 对 留巷时围岩变形进行观测, 并对锚杆锚索承载能力、充填体变形和所受载荷大小进行监测。结果表
此次充填以水泥为基材的高水速凝材料中加入 工业废渣, 如电厂粉煤灰、煤矸石粉等, 形成高水 灰渣材料; 用 BSM 1002- E 混凝土充填泵为主要充 填设备的充填工艺系统, 将高水灰渣材料和添加剂 制成的浆体泵送至留巷模板内, 在留巷巷旁构筑护 巷充填带。该技术机械化程度高, 可实现混凝土远 距离输送, 浇筑方 便, 劳动强 度低; 充 填体质量 高; 经济效益好; 完全能克服传统支护的缺点, 使 发展沿空留巷技术的关键问题得到了解决。 2 4 采动后 U 型钢棚加固措施
in to five stages and the deform a tion o f the roo f and floor stab ilized would have m ore influence to the gatew ay dr iv ing a long the goa f than
随着矿井开采深度的增加, 淮南矿业集团的高 瓦斯、低透气性煤与瓦斯突出煤层开采变得越来越 难, 这就要求改变工作面传统的 U 型通风方式为 Y 型通风方式, 进行无煤柱开采和煤与瓦斯共采 [ 1 ] ; 而实现工作面 Y 型通风进行无煤柱开采的关键是 沿空留巷, 该技术的成败直接关系到采面的正常接 续和安全生产 [ 2] 。鉴 于此种情 况, 在淮 南谢一矿 512 ( 5) 工作面运输巷展开了深井高瓦斯工作面 沿空留巷围岩控制技术研究。谢一矿 512 ( 5) 工
煤炭科学技术
第 38卷
后刚 !、利用围岩自稳能力、具有高支撑力和整体 性的巷内支护体系, 能适应沿空留巷的要求。但理 论和实践表明, 施工中应注意掌握最佳支护时间, 否则支架的可缩量会很快耗尽, 仍难以控制和适应 沿空留巷围岩的强烈变形, 进而引起支架损坏。 2 5 底鼓防治的基本原理
底鼓的防治是此次留巷中的一个突出问题, 也 是沿空留巷围岩控制技术中的一个难题, 防治思路 是加固巷道底板岩体和降低底板围岩或整个巷道围 岩的应力。通常用到的防治措施见表 1。此次留巷 用到的防治措施较多的是采用定期挖底的办法, 后 期若底鼓严重再考虑采用其他防治措施。
2 留巷围岩控制技术及基本原理
根据以上分析, 针对 512 ( 5) 工作面运输巷 的顶板岩性、巷道现状和深井矿压显现特征, 在留 巷过程中, 及时采取了如下技术措施来控制留巷围 岩的变形。
2010年第 12期
2 1 巷道掘进巷内基本支护 巷内支护采用高强或超高强锚网带索联合支护
方式 [ 5] 。高强锚杆能形成较大范围的围岩承载体, 网带构件可增大锚杆的承载面积, 防止锚杆间小块 碎石的冒落, 使锚杆支护有可能应用在顶板较破碎 或节理裂隙发育的条件下和受采动影响的巷道中, 且具有成本低、操作方便、省时省力等特点。 2 2 留巷前的巷内顶板及煤帮加固技术
巷旁支护的主要作用: 一是提供足够的初期支 护阻力, 减少顶板的下沉量; 二是有足够大的额定 阻力, 及时切断采空侧的直接顶和下位基本顶; 三 是及时封闭采空区。
传统的木垛、密集支柱、矸石带、混凝土砌块 墙等其他留巷巷旁支护技术, 存在支护阻力、可缩 性等力学性能与沿空留巷围岩变形不相适应、密闭 性能差和机械化程度低等缺点, 不利于巷道维护和 不能适应工作面快速推进的要求。
由于该巷道围岩岩性不好, 经采动影响后, 不 仅顶板强烈下沉, 两帮向内挤进, 而且留巷底板强 烈鼓起, 局部甚至出现片帮、冒顶。所以, 采用内 套 U 型钢棚加固留巷。因为 U 型钢棚支护不仅有 足够的可缩量, 而且还能满足不同的可缩方向、以 及有较高的增阻速 度和支护阻力, 能形成 先柔