厚煤层大采高大断面沿空留巷技术研究与应用

魏凯

（山西西山晋兴能源有限责任公司 山西太原 030053）

西山晋兴斜沟矿18503 综采工作面回采的8 号煤平均煤层厚度4.87 m,区段间留设20 m煤柱，为了提升矿井的煤炭资源回收率，有效解决采掘平衡，并防止因留设煤柱而引起的地表波浪形下沉状况，经过论证确定在18503工作面材料顺槽实施沿空留巷应用。而如何高效、安全解决巷道的支护问题是整个项目实施的重中之重。

1 工作面概况

18503 工作面在15 采区皮带运输大巷下山北侧，北为矿界保护煤柱，相邻晋保煤业扒楼沟矿，东、西方向两侧是实体煤区。地面标高950 m～1 208 m，工作面标高751 m～919 m，盖山厚度183 m～381 m。切割长度300 m（平距中-中），可采长度6 793.5 m。该工作面煤厚2.5 m～5.36 m，平均厚度4.14 m，倾角7°～11°，平均9°。18503综采工作面煤层顶底板情况见表1。

表1 煤层顶底板情况表

2 充填带设计

根据类似矿井留巷的工程数据结果，为了保证充填墙体的稳定，顺槽旁充填体宽度确定为采高的0.7倍[1]。18503材料顺槽的净掘高为3.6 m，打底后高度为3.4 m。

采高小于3.5 m 时，充填墙体的宽度为3.5×0.7=2.45 m，取值2.5 m。

采高大于3.5 m 时,同时机尾采高应控制在4 m 以下，充填带宽度为4×0.7=2.8 m，取值3 m。

根据以上计算，确定充填带宽度如表2所示。

表2 18503综采工作面材料顺槽充填带宽度

3 巷道围岩压力计算

3.1 巷道顶部围岩压力

根据普氏理论，巷道顶部的压力为：

式中Pv—巷道顶部压力；

a—巷道宽度的一半，2.5 m；

γ—顶板岩体容重，取24 kN/m3；

a1—平衡拱宽度的一半，4.463 m；

H—巷道高度，3.4 m；

φ—煤体内摩擦角，取30°

f—普氏系数，取2。

通过数据计算得到巷道顶部围岩压力为239.8 kN/m2，在保证安全的前提下，工作面来压时的动压系数取2，则巷道顶部围岩压力为479.6 kN/m2。……