“加快绿色低碳技术攻关，持续推动产业结构优化升级”。

　　“正确的就要坚持下去，久久为功，不要反复，不要折腾，争取早日蹚出一条转型发展的新路子。”

　　习近平总书记5年3次来到我省考察调研，为传统产业转型发展掌舵领航。牢记领袖殷殷嘱托，我省全力以赴破难题、增活力、蹚新路、保供应，转型发展的深刻变革正在三晋大地深入推进。

　　“路子选对了，坚持走下去，就会有突破。”在晋能控股煤业集团盖州煤矿百米井下的沿空留巷施工现场，该矿党支部书记、董事长、矿长吕沁军向记者详细介绍“110工法”的工艺流程。

　　“110工法”即切顶卸压自动成巷无煤柱开采，就是通过恒阻大变形锚索(PNR)对采煤工作面顺槽进行补强支护，再通过预裂爆破切断采空区顶板与巷道顶板的完善性，使采空区侧顶板沿切缝垮落后成为稳定巷帮，所留巷道作为下一个工作面的一条顺槽。相对于传统的一个采煤工作面掘进两条顺槽巷道，留设一个隔离煤柱的“121工法”，该技术形成了一个采煤工作面只掘进一条顺槽巷道，不留设隔离煤柱，称“110工法”。

　　从2016年开始，盖州煤矿就“先行先试”，积极推广和成功应用“110工法”技术。在连续7年的时间里，技术管理团队通过采取科学管理方法，进行了大量的现场矿压观测和技术研究，对该项技术进行了与本矿地质条件相适应的“再设计”，使这项技术的发展融入了多项“盖州元素”，创出了第一家创新使用小直径d型聚能管、第一家发明简单有效挡矸防倒装置、第一家研发出具有自主专利新型多功能切缝钻机、第一家留巷断面超过4.65m(原巷道4.8m)、第一家将顺槽留巷作为采区巷道使用、第一家利用沿空留巷进行“一拖一”工作面布置回收边角煤的6个全国“第一”。在沿空留巷一次性投入费用较低，可重复利用的材料利用率最高，巷道顶底板移近量小、两帮收缩量小、巷道整体成型好，处于全国较高水平。在提高煤炭资源回收率、创造经济效益、降低万吨掘进率、固体废物处理方面做出优异业绩。所推广应用的技术属高效、环保、节能、绿色发展新技术，是业界公认的“煤炭技术第三次革命”。

　　1破“坚硬顶底板”之困

　　盖州煤矿于2016年5月转为生产矿井，矿井转产后面临的最大问题是坚硬顶底板条件下半煤岩掘进，单进水平低，采掘衔接紧张，无法达产达效。为解决采掘接续难题，提高资源回收率，盖州煤矿与原晋能集团公司、原晋城有限公司共同进行了充分调研和初步的可行性研究，确定在首采面9101工作面剩余125m推采范围进行切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术工程试验。

　　“‘110工法’成功推广应用，并结合本矿实际进行‘再设计’是一项非常复杂的系统工程，技术含量高，施工要求高，管理难度大，尤其用矿压观测结果指导技术参数调整，有很高的技术要求。”吕沁军介绍说。

　　盖州煤矿在推广应用该技术过程中，进行了一系列的观察、分析、判断和研究，将该技术进行了科学合理的“再设计”，使这项技术增加了很多“盖州元素”，找出了具有“盖州特色”的技术参数、施工方法和管理经验。

　　“110工法”的关键是“吊、切、挡、支、测”，项目的策划与设计需要通过对工作面采高、煤层盖山厚度、顶底板岩性、已有矿压观测资料等进行综合分析和计算，确定补强支护、切缝孔、架后支护强度等技术参数，主要是补强支护恒阻锚索的长度、直径、预紧力、间排距，切缝爆破孔间距、深度、装药量，架后支护材料和间排距等有关参数。

　　9101回风顺槽125m的切顶卸压自动成巷无煤柱开采试验工程由专业队伍以“师带徒”方式进行示范施工、流程作业和环节把控。为确保恒阻锚索吊得住，将该工序总结为：利用原支护，补强来加固;恒阻可让压，顶板吊得住。为确保采空区顶板切得下，将该工艺总结为：碎石成巷帮，全靠柱网挡，碎胀再压实，稳定自成巷。为确保架后支护支得稳，确定使用单体液压支柱配合π型钢的支护形式，采用排距1000~1200mm、一梁三柱或一梁四柱支护强度。

　　为了达到沿空留巷实施全过程“规范操作，规范管理，质量保障，安全保障”的基本要求，该矿成立了以矿长为组长、生产矿长、总工程师为副组长的领导组，全面负责沿空留巷工程实施，管好人员，带好队伍，搞好技术指导，做好成果分析;确保材料、设备、资金保障。各相关科队，明确职责，压实责任;掌握核心技术，确保工程质量。成立总工程师为组长的矿压观测组，在线矿压观测系统安装在生产科，专职人员负责系统维护、数据读取、初步分析和报表打印。设置矿压观测站，分别进行顶板离层在线观测、恒阻锚索载荷在线观测、顶底板移近量自动记录观测、支柱载荷人工观测和单体柱活柱收缩量人工观测、两帮移近量人工观测，对观测数据通过统计表、曲线图等方式进行分析，有理有据修改施工过程中的技术参数，对工艺技术进行“再设计”。

　　2016年6月开始设计，8月开始在9101工作面试验，“110工法”开创全省煤矿先河。同年10月，晋能控股集团14个分公司70座生产矿井在盖州煤矿召开技术创新现场会，推广这一经过实践检验的前沿技术。

　　2技术创新增添“盖州元素”

　　“‘110工法’被视为煤矿开采的‘第三次技术革命’，在理论上和实践上都是一种新的突破。”吕沁军表示。

　　按照原晋能集团创新发展计划，盖州煤矿、原晋城公司共同与中国矿大合作，在9号煤实施“切顶卸压沿空留巷无煤柱开采”，并进行“大断面复合顶板切顶留巷围岩稳定机理与控制关键技术研究。”

　　盖州煤矿推广应用该技术一方面利用地质条件对其高度的适应性，一方面采取谨慎缜密、科学严谨的态度，进行大量的现场观察和研究，在9101、9012工程实施经验数据后，进行了有理论依据和数据支撑的“再设计”，使这项顶尖技术融入多项“盖州元素”。

　　——在全国首次使用小直径“d型”聚能管，切缝孔直径由50mm改为40mm，打孔施工速度提高25%，通过钻孔窥视和顶板冒落情况观察，新型聚能爆破效果与原“O型”聚能管相比有了质的变化，目前“d型”聚能管爆破效果已被广泛认可，基本上淘汰了原O型聚能管。

　　——装药深度由4.5m调整为5.5m，预裂深度加长1m，使孔口封泥段未预裂顶板“折断”更加容易，折断过程中对留巷顶板产生的矿压作用大大减弱，留巷顶板下沉量明显减少。

　　——发明了焊接圆钢插入已爆切缝孔的简便有效防倒措施，改变了原设计加工复杂、成本高、运输操作均不方便的防倒方式。

　　——研发具有自主专利技术的新型切缝履带钻车，使钻机两臂中心距可在前后800mm、左右400mm范围内任意调整，左右30°范围内任意旋转，可以同时施工切缝孔、锚索孔、恒阻器扩孔，灵活性更强，施工速度更快，操作简单，适应性更强，一次固定钻车施工孔数增加一倍，整体施工效率比原来提高20%以上。

　　——进行支护强度计算之后确保主动支撑力与顶板下沉矿压作用相当，将架后支护密度进行了优化，由一梁四柱改为一梁三柱，排距由1000mm，改为1200mm，优化后支护强度完全满足对滞后动压的强度。

　　——研究施工过程中的细节管理，锚索锚固剂由一快两慢改为三中速，充分保证了搅拌时间，有效保证了锚索外露长度合格。

　　——研究挡矸“U”型钢主挡矸次支护的特性，在锁具螺栓紧固时掌握合适紧固力(80~100kN)，允许两节受力后产生相对位移，保证了有效复用率在98%以上，降低了留巷成本。

　　——目前是全国唯一一家在原巷道4.8m基础上留巷断面达到4.65m的大断面留巷矿井。

　　——首创留巷做采区巷道：9107顺槽留巷喷浆封闭后作为采区回风巷使用，这在全行业尚属首次。

　　——探索边角煤开采新方法：进行了“一拖一”工作面布置，利用一个工作面通风和运输系统解决另外一个边角煤工作面回采通风和运输系统问题，创出回收边角煤新的设计方案。

　　——取消了恒阻器：分析盖州煤矿盖山厚度小、矿压显现不剧烈，尤其是切顶效果好、卸压充分等地质条件和工程条件，又将恒阻器产生行程的比例井下统计分析，确定补强锚索长度、锚固段长度和钢绞线直径不做调整，取消恒阻器，将恒阻锚索改为普通锚索，作为补强支护。

　　其进行的“大断面复合顶板切顶留巷围岩稳定机理与控制关键技术研究，”形成了四个主要创新点：提出大断面复合顶板切顶留巷围岩结构力学模型，揭示切顶卸压机理及大断面复合顶板切顶留巷围岩稳定的控制原理;揭示大断面复合顶板切顶成巷矿压显现时空演化规律和分区变形机理，提出顶板楔形恒阻连续梁动态分区恒阻让压协同支护技术;针对大断面复合顶板切缝爆破难题，研发小直径D型聚能切顶爆破技术与爆破器材，并配套研发了CMM2-12煤矿用液压锚杆钻车，解决了切顶爆破孔进度慢、精度低难题;形成了晋城矿区大断面复合顶板切顶留巷工艺、关键技术、防灾减灾技术成套理论、技术、装备，取得了中厚煤层切顶留巷工艺技术的成功应用，建立了示范基地，为类似条件煤矿推广应用奠定了基础。

　　该项技术在盖州的新发展，在可操作方面，切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术与柔膜混凝土、高水材料沿空留巷相比，恒阻锚索补强支护和预裂爆破切缝超前工作面完成，挡矸和架后临时支护滞后工作面完成，没有与工作面推采平行作业工序，采煤与留巷互不干扰，材料运输工作量小，后期维护量小，生产成本低，确保了工作面生产的工作效率。目前已经成为全国煤矿推广应用该技术“留巷断面最大、留巷效果最好、进行技术创新最多”的样板工程。获得山西省政府2019年度科技进步二等奖、中国煤炭工业协会2019年度科技进步三等奖、晋能集团有限公司科技进步一等奖，取得专利6项，被列入2018中国煤矿创新百强榜。

　　3蹚出一条“绿色开采”新路

　　盖州煤矿转产7年来坚持开展工程实施和创新，先后在9101、9102、9103、9104、9105、9106、9017、9101南8个工作面成功留巷和复用巷道10580m，未出现过冒顶、片帮等影响通风、运输和行人的不安全隐患，取得了明显的经济效益、社会与安全效益、生态环保效益，蹚出一条“绿色开采”新路。

　　以一个采煤工作面为例，一个采煤工作面顺槽长度1820m，回采1790m，煤厚1.7m，工作面煤柱宽度20m，无煤柱开采可回收煤炭8.82万吨，可增加收入4942万元，资源回收率提高10%，同时延长了矿井服务年限。少掘进一条顺槽，万吨掘进率降低47.6%;留巷与掘巷相比，延米单价下降20%，一条工作面顺槽可减少投入124.7万元。还可以使相邻工作面摆脱矿压集中区，降低巷道维修工作量。切顶卸压自动成巷技术的实施，可以提高煤炭回收率，降低万吨掘进率，缓解采掘接续紧张，大大缓解了采掘接续紧张的局面，可以确保矿井达产达效。全风压通风系统条件下，无上隅角、无应力集中区，留巷掘进无需瓦斯预抽，对煤与瓦斯突出、冲击地压等特殊地质条件有很好的安全效果，对高瓦斯矿井避免了上隅角瓦斯集聚的管理。一个工作面留巷与掘巷相比，少出矸石11300m3，在固体废物处理方面大大缓解了环保压力。

　　恒阻大变形锚索，吸能让压;聚能爆破，切顶卸压;碎胀--压实，自动成巷;让抗结合，利用矿压;恒阻锚索补强支护和预裂爆破切缝超前工作面完成等技术具有很好的推广价值。

　　并被省能源局确定在盖州煤矿建设切顶卸压沿空留巷示范基地，全省进行推广应用。淮南矿业集团所属十几座矿井2017年两次到盖州煤矿参观考察;内蒙伊泰集团红庆河等3座煤矿前来考察;原山西潞安集团17座煤矿生产矿长、总工程师一行45人到矿参观考察;原晋煤集团成庄矿、寺河矿、亿欣煤业等到矿参观，并在亿欣煤业成功推广应用;乡宁焦煤集团、介休市、蒲县煤炭主管部门带领所辖煤矿前来参观考察，在神角、燕家河等多座煤矿推广应用。截至今年7月，全国共16个集团公司，近两百座矿井、4所院校、7个设计单位先后到盖州煤业参观考察。

　　对于如何进一步推进煤矿绿色开采，吕沁军表示：“为推动煤炭生产方式变革，省政府近日出台了《关于促进全省煤炭绿色开采的意见》。下一步，我们要将智能化、云计算、5G和物联网技术与绿色开采充分融合，推广新一代信息技术应用，进一步提高绿色开采效率。”