切顶卸压沿空留巷技术的应用

王 政

（山西汾西中兴煤业有限公司，山西 交城 030500）

沿空留巷是近年来被广泛应用到矿产资源开采中的一项重要技术，为了充分发挥这一技术的作用，要加强对该项技术的研究，适当推广。该项技术在实际应用中具有高效、安全、绿色等特点，通过对这一技术进行应用，能够提高矿产资源回采率，使综采工作面回风上隅角瓦斯聚集问题得到解决，提高矿产资源开采时，通风系统在运行中的可靠性，避免由于通风不畅，引发安全事故，降低开采效率，造成人员伤亡。由此可见，在矿产资源开采时，要加强对切顶卸压沿空留巷技术的应用与推广，提高矿产资源开采水平与效率，从而为后续矿产资源开采作业智能化、自动化的实现提供支持。

1 切顶卸压沿空留巷技术的具体应用原理

所谓切顶卸压沿空留巷指的是在矿产资源开采时，沿着工作面前方预留巷道采空区侧，进行爆破切顶钻孔布置，针对工作面顶板，要采取超前预裂爆破作业，采取这一方式开展作业，能够使顶板沿预定方向会出现切缝，也就是切顶线[1]。在进行矿产资源开采时，随着矿产工作面推进，对采空区底板情况进行观察可以发现，其来压会呈周期性变化，巷道采空区侧顶板沿着切缝跨落，会在矿区内形成留巷帮，能够形成切顶卸压沿留空巷，通过这一方式，能够大幅度降低采空区顶板来压时，对留巷造成的不良影响，保证开采作业安全、稳定进行[2]。

切顶卸压沿空留巷技术在具体应用过程中的原理是爆破预裂顶板将基本顶和直接顶悬臂切断，通过这一方式，能够有效断开采空区与巷道顶板两者之间的联系，从而减少支护在具体应用期间，承受的岩石重力，避免底板岩回转角发生严重下沉现象，保证巷道顶板围岩层能够保持稳定、完整，以免直接顶岩层与基本顶岩层间出现离层，同时，可以将巷道周围应力集中转移到围岩深部，使巷道位置围岩整体应力状况得到有效改善[3]。通过对这一技术进行应用，还可以大幅度减少巷道维护量，从而减少实际作业开展时，物力、财力、人力消耗量。

2 切顶卸压沿空留巷技术的实际应用探讨

2.1 现场概况

某矿从2018 年开始采用沿空留巷技术，截止2020 年6 月12 日一共留巷长度达到了5 025 m，具体作业中，采用高位切顶自动成巷工艺留巷长度为1 952 m。通过对该矿的实际开采情况来看，依据具体应用情况来看，沿空留巷可以有效减少作业开展时的掘进量，提高采区回采率，同时能够使采掘连续紧张情况能够得到缓解，进一步改善工作面通风状况。但是，需要相关工作人员注意的是，采取泵注混凝土巷旁支护工艺存在的问题主要体现在以下几个方面：

1）留巷成本高，建设费用约为11 450 元/m。

2）留巷道在长期应用过程中，受外界因素影响，会发生严重变形情况。通过对现场情况进行观察可以发现，留巷后巷顶底板位移量最大能够达到1.6 m，而且中底鼓严重。

3）后续要进行大量翻修作业，巷道维护成本高、工作量大，这会对后续正常生产作业造成严重干扰，从实际情况来看，为了确保巷道安全、稳定，可以满足应用需求，通常要进行一次翻修作业，进行翻修时，应当以起底为主，而且还要对巷帮和扩帮进行支护加固，提高整体结构稳定性。

切顶卸压沿空留巷技术与泵注混凝土巷旁支护施工工艺进行对比，前者在具体应用时，可以显著改善留巷矿压。巷道在应用时，几乎不会发生变形现象，而且能够大幅度降低巷道翻修量与费用，减少留巷费用[4]。此外，通过对切顶卸压沿空留巷技术进行应用，能够确保矿井在生产中的稳定性、安全性，保证通风顺畅，实现对矿产资源的合理开采，因此，应当加强对这一技术的应用与推广。

2.2 切顶卸压金属网档矸构成巷墙的具体方案

2.2.1 作业期间的关键工作内容

1）处理巷道原顶板支护结构内的各种钢带，在具体处理时，施工人员必须谨慎进行，不得马虎，以免由于处理不合理，引发事故[5]。

2）切顶爆破前，为了保证整个作业开展稳定，避免发生安全事故，需要针对顶板进行补强支护处理。

3）开展切丁爆破眼施工作业。

4）进行挡矸柱、金属网施工，对尾巷要做好支护作业，保证其稳定。

5）将作业中采用的炸药安装在切顶孔，然后开展爆破作业[6]。

2.2.2 施工工艺

1）截短钢带，该项工作就是将巷道原顶板支护结构内的钢带截短。在具体作业开展时，需要保留巷道与原巷道相比更小，因此，为了避免在开展爆破切顶时，对巷道中布置的原支护造成不良影响，在开展切顶爆破前，要截短原支护中钢板，具体截短作业要严格依据要求开展，不得按照自己主观意识随意更改。

2）做好顶板补强支护作业，为了进一步加强支护，巷道内靠近采空区一侧需要布置钢带+锚索，布置位置与巷道副帮之间距离约为350 cm，在进行钢带布置时，其需要沿着巷道进行，每根钢带长度要为265 cm；采用的锚索规格：Φ2.22 cm×820 cm 锚索，锚索间距为80 cm；为了确保布置的钢带能够满足应用需求，在每根钢带上要布置4 根锚索，每根锚索的性能、质量都必须要达到预期。

3）针对工作面端头，在进行支架护梁之后，在与巷道副相距400 cm 处，利用锚杆钻机开展施工，设置一排爆破眼。具体施工中，为了保证后续相关作业顺利进行，布置的炮眼与水平方向要呈82°夹角，深度600 cm，直径4.5 cm，间距48 cm。

4）完成装药后，应当在与补强锚索相距20 cm 处搭设挡矸点柱，间距控制在80 cm 左右，将一根单体液压支柱设置在两根档矸柱间，通过这一方式，可以使整个结构更加稳定，避免后续矿产资源开采时出现事故，影响开采，造成人员伤亡。

5）通过对单体液压支柱+π 型钢梁支架临时加强支护尾巷。对于尾巷长度超出了220 m 后，施工人员要拆除作业现场的临时加强支架，通过永久性加强支护，具体支护时，采取木点柱，具体布置时，间排距120 cm×80 cm。

2.3 切顶卸压沿空留巷技术应用效果

2.3.1 观测位移变化情况

指派专人对所有巷道的两帮和顶底板的移进量情况进行全面观察，通过观察获取到的最终结果：顶底板出现的最大移量达到了约28 cm，两帮出现的最大移量约为10 cm。这一结果与采取刚性模或泵注入柔模混凝土墙沿空留巷技术保留巷道发生最大移进量160 cm 相比小很多，通过对比分析可以发现，对这一技术进行应用，留巷变形量小很多，整体应用效果更好，可见，采取该项技术，在作业效果上是可行的。

2.3.2 取得的效益

通过对不同的施工方案进行分析，采用切顶卸压金属网档矸构成巷墙技术在具体应用时，在成本上与铝合金模板注入混凝土相比，每米费用减少了接近4 000元，取得了不错的经济效益。

通过分析可以发现，采取混凝土墙沿空巷技术进行作业，留巷变形量大，因此，无法满足后期相关作业开展时的具体要求，为了确保后续相关作业顺利进行，在应用前，以及应用期间，要做好拉底与维护作业，该项内容也会产生较大费，会对整个工程开展造成较大影响。而采取切顶卸压金属网档矸构成巷墙技术，具体工程中留巷变形量较小，出现的断面也能够满足后续应用需求，在施工开展时，并不需要进行拉低处理，工程需要维护量较小，也不会产生较高费用，因此取得了不错经济效益。

3 结语

通过对该矿的具体开采情况进行分析可以发现，在实际开采作业期间，采取切顶卸压沿空留巷技术，具有劳动强度低、施工开展简单、成本低等特点，而且能够取得不错的经济效益，可见，对其这一技术进行应用时可行的。因此，在日后相应矿产开采中，为了保证开采作业顺业进行，提高经济效益，应当加强对这一技术的应用与推广。