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菏泽煤电公司:破解冲击地压矿井安全高效开采“密码”
2019年08月29日 王凤斌    (点击: )

 日前,菏泽煤电公司与以中国科学院院士何满潮为代表的中矿创新联盟(CUMI)签订战略合作协议,联合开展郭屯煤矿厚表土大埋深中厚煤层切顶卸压无煤柱自成巷关键技术研究及应用,从源头上预防冲击地压事故,降低生产成本,解放煤炭资源,实现安全高效生产。

据了解,近年来随着煤矿开采深度的增大,深部巷道围岩大变形问题引起的灾害事故愈加明显,尤其是国内矿井冲击地压事故多发,颠覆了煤炭行业对冲击地压危害的认识,传统长壁开采“121工法”的留煤柱工艺已不适应当前安全生产需要,大力发展及推广无煤柱开采技术是保证矿井安全高效生产的重要方向。

“何满潮院士提出的切顶卸压无煤柱自成巷技术,即‘110工法’,是通过顶板定向预裂切缝,切断工作面顶板的矿山压力传递,利用顶板部分岩体,实现自动成巷和无煤柱开采。”该公司生产技术部主任赵艳鹏介绍。

“110工法”可简单解释为“1个工作面、1条巷道、0个煤柱”,其技术使工作面由“跳采”变为连续平衡式开采,避免了采空区侧煤体受到回采动压影响,使新形成的巷道处于矿山卸压区,从根本上避免了灾害事故的发生,被业界誉为“第三次矿业技术革命”。

据何满潮院士介绍,“110工法”的关键在于“拉得住、切得开、下得来、护得住、封得严”,即恒阻锚索能拉得住上覆岩层基本顶,聚能爆破装置预裂顶板时能切得开顶板形成裂缝,采场周期来压时顶板能沿着预裂顶板时切开的裂缝下来,自动成巷后巷道能护得住,采空区可以得到有效密封。

相比于传统留煤柱工艺,“110工法”的优势较为明显。其主要工序为超前施工,可平行作业,不影响回采速度,能够实现高效回采;工艺简单,可有效降低劳动强度,能够做到安全施工;减少了留巷成本,降低了返修率,可实现低成本开采;无煤柱开采,提高了煤炭回收率;切顶卸压降低了工作面和巷道压力,从源头上避免了冲击地压事故。

据了解,何满潮院士“110工法”已在国内多家煤炭企业成功应用,但埋深多在600米以内。郭屯煤矿埋深在800米以上,属厚表土层冲击性深井,在此条件下研究及应用“110工法”在国内外尚属首次,对工作面超前区支承压力状态深化规律、双向张拉聚能爆破预裂切顶关键参数、NPR恒阻锚索支护机理、切顶卸压防冲机制及巷道全寿命周期支护技术等进行深入研究,可取得显著的安全、技术、经济和社会效益。

“我们与何满潮院士在郭屯煤矿厚表土大埋深中厚煤层条件下研究及应用‘110工法’,将填补国内冲击地压矿井切顶卸压无煤柱自成巷技术空白,对于我国冲击地压矿井安全高效开采具有深远的推广意义。”该公司党委书记、董事长李存禄表示。

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