晉能控股煤業(yè)集團云岡礦面臨煤炭資源儲量急劇下降、可接替回采面少的開采現(xiàn)狀。隨著開采范圍的不斷擴大，采場應(yīng)力向深部轉(zhuǎn)移，采動應(yīng)力逐步增大，在回采過程中，臨空順槽受二次采動影響劇烈，巷道變形嚴(yán)重，局部地段變形已嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)，如果留設(shè)較大煤柱尺寸，將造成很大程度的煤炭資源浪費，并導(dǎo)致礦井服務(wù)年限銳減。
針對這一情況，該礦組織技術(shù)人員進行科技攻關(guān)，分別用小煤柱、無煤柱開采技術(shù)對12#404盤區(qū)8411、8409工作面及12#410盤區(qū)81043、81041工作面進行開采，有效降低了臨空動壓及煤柱集中應(yīng)力對采掘面的影響，礦井安全系數(shù)、煤炭資源利用率明顯提高，為建設(shè)“創(chuàng)新、綠色、卓越、高效”的晉能控股集團做出貢獻。
畫出開采布局“路線圖”
選定小煤柱、無煤柱開采工作面后，確定開采布局和設(shè)計工藝成為了亟待解決的問題。該礦技術(shù)科迅速成立科技攻關(guān)團隊，對煤層厚度、傾角、硬度、產(chǎn)狀、夾石及物理力學(xué)性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、頂?shù)装鍘r性、水文情況、煤塵情況進行數(shù)據(jù)分析和現(xiàn)場試驗，多方考量后確定小煤柱設(shè)計寬度。12#層8409、8411工作面平均煤厚2米，8411開采期間對5409巷存在采動影響，同時該區(qū)域?qū)俑咄咚贡P區(qū)，綜采工作面采空區(qū)內(nèi)瓦斯積聚量巨大，所以將12#層8409、8411工作面相鄰煤柱設(shè)計為6米。團隊對12#410盤區(qū)81043、81041工作面的開采布局方案設(shè)計、資金投入、設(shè)備配置、支護材料選擇、施工工藝深入論證，并結(jié)合礦井地質(zhì)條件，編制F2斷層專項停采及支護措施、小窯采空區(qū)26個放水孔方案、鏈臂鋸切縫技術(shù)實施方案，建立起設(shè)計施工、驗收等完善的技術(shù)體系，保證無煤柱開采在技術(shù)上可行、在方案上合理、在實施上嚴(yán)密。
啃下技術(shù)難題“硬骨頭”
12#410盤區(qū)81043、81041工作面斷層多，頂板壓力大，巷道易發(fā)生變形，造成事故隱患。針對這一技術(shù)難題，該礦極具創(chuàng)新性地使用了鏈臂鋸切頂技術(shù)。不同于傳統(tǒng)無煤柱工作面采用的定向爆破切頂技術(shù)，通過鏈臂鋸切縫，在局部范圍切斷工作面頂板應(yīng)力傳遞，減弱巷道頂板壓力，利用順巷錨索梁配合單體柱進行補強加固，控制頂板下沉，使所留巷道圍巖能夠最大限度地發(fā)揮自身承載作用，減少巷道變形，保證留巷效果。此外，鏈臂鋸切縫能夠更好地保護巷道頂板完整性，81043工作面煤層回采后，在礦山壓力作用下，頂板沿鏈臂鋸預(yù)切縫垮落形成巷幫，利用原巷道部分空間和支護自動形成新巷道，作為下一個工作面(81041工作面)的回采巷道。由于現(xiàn)場施工原因?qū)е骆湵垆彑o法切頂?shù)膮^(qū)域，團隊設(shè)計了定向爆破與密集鉆孔卸壓雙方案，保證無煤柱工作面留巷工藝的順利實施。
開啟降本增效“新引擎”
本著因地制宜、節(jié)約成本的原則，該礦將工作面附近劃分為三個區(qū)：超前支護區(qū)(工作面前方30m)，架后臨時支護區(qū)(架后0m-200m)和成巷穩(wěn)定區(qū)(架后200m之后)，不同分區(qū)根據(jù)需要采取不同的支護措施，精心設(shè)計單體液壓支柱的布置數(shù)量及排距，選用單體支柱配合π型鋼梁對架后臨時支護區(qū)進行支護，在趨于穩(wěn)定狀態(tài)的區(qū)域?qū)⑴R時支護單體移到架后進行支護，只保留11#工字鋼進行擋矸，在保證安全的前提下有效降低了支護施工費用。使用小煤柱開采技術(shù)，可比普通30-40米煤柱多采出60萬噸左右的煤炭，81041、81043工作面無煤柱開采成功實施后，節(jié)省新掘巷道250米、單體柱500根，可采儲量近20萬噸，經(jīng)濟效益顯著。目前，小煤柱、無煤柱開采技術(shù)正在其他工作面進行推廣應(yīng)用。
(劉暢)
