架后0m~200m
(一梁四柱)
2102工作面,成功留巷630m,增加储量2.9万吨,增加经济效益433.4万元,与传统煤柱布置工作面相比少掘670m……这些数据,就是山西保利合盛煤业有限公司(以下简称合盛煤业)实施切顶卸压沿空留巷技术进行开采的直观体现。合盛煤业通过沿空留巷技术,缓解了综采工作面接续紧张的局面,保障了安全生产,增加了经济效益,提高了资源回收率。
一直以来,煤炭行业的复杂情况,推动着一系列政策的转折与进步。
2022年,我省以推动高质量发展为目标,出台了促进全省煤炭绿色开采的意见,划定了推进绿色开采路线图。合盛煤业乘势而上,选择应用切顶卸压沿空留巷技术进行开采,以此应对煤炭企业高质量发展之机。
何为切顶卸压沿空留巷技术?合盛煤业相关人员解释道,切顶卸压沿空留巷是指工作面回采过程中,采取切顶卸压沿空留巷技术将巷道保留下来。其主要内容为超前工作面切断巷道和采空区基本顶及基本顶下方的岩层,阻断其力学联系,从而实现改变留巷顶板结构,改善留巷围岩应力分布的目的,为沿空留巷提供一个良好的应力环境,通过顶板补强支护、巷旁挡矸防护和滞后临时支护控制围岩变形,实现沿空留巷。
在沿空留巷工艺中,主要体现在四“字”工艺上——
切:即超前预裂切缝,目的是形成裂缝,阻断巷道上方基本顶及下方岩层联系,巷道上方顶板形成短悬梁结构。主要包括爆破钻孔施工;钻孔装药及封孔;钻孔预裂爆破。工作面通风系统形成之后,至少超前工作面100m。
补:即顶板补强支护,目的是加固顶板,强化顶板短悬梁结构,提升顶板的整体强度和稳定性,减少巷道顶板下沉。主要包括检验原有支护;施工顶板补强锚索;架设顶板补强抬棚。紧跟顶板预裂切缝工艺,在预裂爆破后施工。
护:即巷旁挡矸防护,目的是防止采空区矸石窜入巷道,促进采空区矸石沿挡矸设备形成巷帮,减小采空区涨帮变形。主要包括挂设挡矸防护网;架设挡矸柱;部分区域背帮。紧跟工作面端头过渡支架后方。
支:即滞后临时支护,目的是临时支撑顶板,减弱工作面周期来压对巷道的影响,减少顶板下沉量,保证留巷效果。主要包括架设单体柱抬棚、液压支架抬棚等临时支护措施支撑顶板。紧跟工作面端头支护,随端头支护向前施工。
“在2102工作面回采过程中,通过对2102胶带顺槽采取‘切-补-护-支’等措施进行沿空留巷,将作为2104工作面回风顺槽进行使用,缓解矿井采掘接替紧张、优化矿井工作面布置、实现无煤柱连续开采,增加煤炭储量。该工作面已于今年6月回采完毕,现正在进行2104工作面的试采工作。”合盛公司负责人表示。
切顶卸压沿空留巷技术带来的变化是颠覆性的,其亮点主要体现在——
分析了高地应力薄煤层沿空留巷围岩结构及应力分布特征,提出了基于切断基本顶(关键层)的切顶卸压沿空留巷技术原理及工艺流程,开发了基于D型聚能管的聚能预裂爆破超前切顶技术,确定了超前预裂切缝技术参数和工艺流程;
采用点锚索和组合锚索进行顶板补强支护,采用“双层金属网+风筒布+可伸缩U型钢+钢筋拉杆”进行巷旁挡矸防护,采用单体柱抬棚支撑顶板进行滞后临时支护,形成了以“超前预裂切缝”“顶板补强支护”“巷旁挡矸防护”和“滞后临时支护”为核心的高地应力薄煤层切顶卸压沿空留巷围岩控制技术;实现Y型通风,降低切顶留巷采空区漏风量,改善作业环境、治理采空区瓦斯及防治采空区遗煤自然发火创造了有利条件。
应用沿空留巷技术,合盛煤业实现了让煤炭“颗粒归仓”,煤炭资源的回收率大大提高,“留”出了一笔大效益。通过创新应用此项技术,合盛煤业缓解了综采工作面衔接紧张状况,减少了煤巷施工量,实现了连续开采,提高了煤炭回收率,为下一步推广切顶留巷提供技术支撑和培养留巷技术人才。
拨开云雾见盛景。合盛煤业将继续沿着切顶卸压沿空留巷技术开采道路,在实践探索中不断推陈出新,为全面推广沿空留巷工艺积累“合盛经验”。
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