（1.沈阳焦煤股份有限公司林盛煤矿；2.沈阳焦煤股份有限公司）
摘要：沿空留巷是降低成本、提高煤炭资源回收率的最有效途径。随着膏体充填工艺在矿井“三下”压煤（村庄下）回采和13煤沿空留巷的成功应用，推广到在12煤应用膏体充填沿空留巷，解决了矿井12煤综采接续紧张的局面，减少了12煤万吨掘进率，为矿井持续稳定安全发展打下坚实的基础，同时为有类似情况的兄弟矿井做开采借鉴。
关键词：12煤综采；膏体充填；沿空留巷
一、问题提出
西马煤矿有12煤和13煤两个可采煤层，12煤为主采煤层。随着膏体充填技术在矿井“三下”压煤回采（村庄下）和13煤沿空留巷的成功应用，矿井的可回采资源显著增加，煤炭回收率大幅提升，万吨掘进率大幅降低。如果在12煤采用沿空留巷，对解决矿井的生产接续紧张局面，降低吨煤成本，保证矿井产量将起到至关重要的作用。
二、工作面实际情况
北二采区1213综采面走向长度1500m，其中初期走向长度800m，工作面长70m；后期走向长度700m，工作面长150m，后期开采时1213运顺沿空留巷作为1212综采面的回顺。开采前期地表主要为西上岗子村庄（条带开采），开采后期地表为西上岗子村水田。12煤为复合煤层，上煤1.02～1.93m,一般1.42m;夹石0.35～0.80m,一般0.48m;下煤0.11～0.90m,一般0.41m；煤层全厚（含夹石）1.40～3.25m，一般2.5m。范围内煤岩层层理、节理、裂隙、断层、"顶压"发育。见图1
图1工作面地层综合柱状图
三、充填留巷设计
（一）沿空留巷宽度和充填宽度的确定
相邻采面之间原留10m宽煤柱，每个采面的两顺均需掘进，增加了采面的万吨掘进率。13煤采面平均采高为0.9m，13煤层顶底板均为砂岩，坚硬不易垮落，且充填膏体硬度远远大于煤的硬度，先在13煤采面之间沿空留巷，充填膏体宽度按原煤柱宽度的1/2留设，定为5m，留巷后巷道状态很好；12煤采面平均采高为2.4m，且12煤顶底板为中硬的海相泥岩，极易垮落，留巷充填膏体宽度要大于13煤留巷充填膏体宽度，按原煤柱宽度的3/4留设，确定留巷充填膏体的宽度为7.5m，留巷宽度按设计宽度的70％留设，宽度为3m，并在充填膏体位置顶板超前铺设金属网。
（二）超前辅助加强支护
工作面在回采过程中，采动超前压力影响范围为回采方向前50m，如果对该区域不采取超前辅助加强支护，留巷后运顺顶板下沉量较大，根据留巷后巷道宽度为3m，我矿采用打12#矿工钢吊梁辅助加强支护，工字钢单根长2m，两端各钻一个∮24mm的圆孔，用长9m的∮21.6mm锚索进行主动支护。采用此种支护留巷后巷道几乎没有下沉，大大降低了后期维修工程量。
图2北二区1213综采面运顺护巷断面支护图
四、膏体充填沿空留巷工艺
（一）矸石充填系统
在地面制备站施工一个直径700mm的下料立孔并安设了直径500mm衬管，其下口施工一个容量330m3的矸石仓。由于粉碎的矸石与粉煤灰混合运输不影响充填材料的质量，我矿采用将粉碎的矸石和粉煤灰按比例混合后，从地面矸石充填立孔，进入矸石充填系统，直接运输到井下各用料地点，提高了运输能力，保证了采空区充填的正常进行，同时也减轻了井下电机车运输的压力。具体运输路线为：
地面→矸石充填立孔→井下矸石仓→北翼充填皮带道皮带→北二区矸石仓→北二区充填矸石转载道→溜矸立孔→边切矸石充填皮带道→1213综采面充填泵站→1213综采面运顺→1213综采面采空区。
为保证水泥质量，水泥必须采用电机车运输。其运输路线为：
地面→副井→北大巷→北二区轨道下山-350车场→北二区轨道下山→1208、1209联合车场→边切矸石充填皮带道→人工加入充填皮带与粉碎的矸石和粉煤灰混合→1213综采面充填泵站→1213综采面运顺→采面采空区。
粉碎的矸石、粉煤灰和水泥运到1213综采面充填泵站进入搅拌机后，通过搅拌机加水、搅拌，然后使用充填泵将搅拌后的混合物通过管路输送到工作面待充填处充填，凝固后形成膏体。
（二）膏体材料构成
膏体材料是以粉碎的矸石为主料，配以粉煤灰润滑，水泥固化构成，加水搅拌形成膏体。其充填材料重量配比：水泥：粉煤灰：粉碎矸石=1:5:14。
（三）充填
充填前，先向充填管内注入适量水，将管路润滑。水注入后，向充填泵内注入少量砂浆（水泥和粉煤灰混合物）试转，确认正常后开始充填。充填达到要求时，充填负责人通知矸石仓放仓工停止向充填皮带放矸石。待胶带输送机上充填料转空后，向充填泵内加入水。充填结束，清洗充填泵和管路。
五、膏体充填沿空留巷效果观测
综采面运顺留巷前净规格为4.4×2.6m，留巷后净规格为3.0×2.6m，对留巷效果每10天观测一次，巷道没有变形，巷道使用前存在局部出现网兜货、底鼓等现象，经拉底和开帮后净规格达到4.4×2.6m，，就能正常使用。
图3北二区1213综采面运顺充填护巷支护平面图
六、膏体充填沿空留巷经济效益
（一）充填成本
采用膏体充填护巷，每米材料费529.12元，充填及运输膏体总的电力费用332.01元,人工费194.44元，设备和充填管折旧费用564.15元。充填成本为529.12+332.01+194.44+564.15=1619.72元/m。
表1泵送膏体充填沿空留巷巷道充填成本表单位：元/m
（二）修巷成本
膏体充填护巷后，巷道局部出现锚杆失效，片帮等情况，主要是巷道底鼓需要拉底出岩。巷修按每米巷道打设3根锚杆，1根锚索，1m长矿工钢钢带，拉底的高度0.6m，开帮宽度1.4m，每米巷道需要出岩量为5.7m3。修巷成本为1187元/m。
表2巷道修巷成本表单位：元/m
（三）掘进成本
施工4.4×2.8m的锚网支护巷道，其掘进巷道成本3236元/m。其中：人工费1989元/m，材料机械费1247元/m。
（四）成本对比
采用泵送膏体充填沿空留巷，每米巷道充填成本1619.72元/m，修巷成本1187元/m，总成本2806.72元/m；掘进巷道成本降低429.28元/m，同时，增加煤炭开采和减少矸石排放创效11292.23元/m（1m增加煤炭产量28吨，每吨利润为400元，可创效11200元/m，减少矸石排放费用92.23元/m）。
综上所述，采用泵送膏体充填沿空留巷每米创效11721.51元，经济效益显著。
表3巷道泵送膏体充填沿空留巷与实掘巷道经济效益对比分析表单位：元/m
七、结论
12煤综采工作面膏体充填沿空留巷的成功应用，为我矿充填开采沿空留巷技术积累了一些经验，只有在实践中不断创新，积极探索，才能为矿井的长远发展提供可靠的技术。
作者简介：王维辉（1975.03-），男，辽宁新民人，沈阳焦煤股份有限公司林盛煤矿，大学本科学历，采矿工程专业；
徐井权（1974.10-），男，吉林省梨树县人，沈阳焦煤股份有限公司，大学本科学历，采矿工程专业。