山東能源新礦集團孫村煤礦將注漿錨索支護工藝應用于沿空留巷無煤柱開采,成功探索出全新的“注漿錨索鎖邊切頂卸壓沿空留巷”成套技術,累計留巷260米,提高了資源回收率,有效減少巷道布局,為同煤層的連續開采創造了條件。該礦因此成為全國第一家成功利用注漿錨索技術實現中厚煤層沿空留巷的生產礦井。
孫村煤礦過去采煤工作面布置一直采用一個工作面施工兩條巷道,留一個煤柱,即“121”開采模式。每年要掘進1.5萬米巷道,成本高工程量大。由于開采時應力擾動對巷道有影響,必須留煤柱,部分資源就浪費了。
從去年開始,他們分析不同復雜地質條件下巷道圍巖變形規律,成功將注漿錨索應用于穿層托頂煤掘進、壓力區過斷層等8種特殊頂板支護條件,順利完成了中厚煤層沿空留巷。這種技術,很好地代替了以往橫阻錨索支護加超前放炮預裂留巷工藝,實現了優質資源高效開采,一個工作面掘進一條巷道、不留煤柱。
在技術創新初期,高額的成本和如何切頂、巷道收縮等現場問題困擾著技術人員。尤其在頂板支護方面,必須保證拉得住、切得開、下得來、護得住。經過現場勘查,他們認識到,在研究沿空留巷“支護—圍巖”相互機理時,必須深入研究煤體與沿空留巷頂板以及支護的相互作用,不僅要考慮頂板、支護間的關系,更要考慮煤體、頂板巖層、注漿錨索支護三者間關系,才能最大限度保證支護強度。
為減少留巷巷道變形,他們利用鋼梁和單體點柱臨時架設一梁三柱鐵棚,巷道中間打注漿錨索,以此加強頂板的支護強度,然后再打一排切頂眼,利用礦壓實現沿空切頂,讓切落的頂板形成巷幫,壓實并隔斷采空區,形成下一個接續工作面的下巷。這個辦法已在該礦3個工作面成功應用,沿空留巷工程預計345米。
孫村煤礦的“注漿錨索鎖邊切頂卸壓沿空留巷”生產工藝,正好將所留巷道置于工作面降壓區內,有效避開了應力集中區,巷道受到的二次采動應力影響大為減少。而且,大幅降低了萬噸掘進率,提高了煤炭資源回收率,有效降低了自然發火率。該礦回采項目部技術負責人算了一筆賬:2216工作面應用此沿空留巷技術后,可多回收2720噸煤炭資源,按每噸價格494元計算,總價值134.37萬元;按照現行市場煤炭資源價款10元/噸計算,可收獲煤炭資源價款2.72萬元;加之節約掘進成本60萬元,累計產生直接經濟效益197萬元。
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