新矿内蒙古能源长城二矿着力把握科技兴企引导管理方略,结合“四型”矿井提质提效建设实际,致力于沿空送巷绿色开采模式研究与实践应用,通过厚植科技优势,赋能双创内涵,锻造技术创新+工艺革新驱动矿井安全高效开采的靓丽名片。
导入“沿空送巷”新理念
无煤柱开采,既能提高资源回收率,也能规避地质灾害,是驱动矿井提质提效发展的方向之一。长城二矿把握安全、经济开采主题引导,针对煤层结构复杂、地质构造多变等特征,摸索建立不同埋深大倾角中厚煤层切顶短臂梁力学模型,仿真模拟实验其切顶留巷,分析双重动压影响下矿压显现规律,从理念生成上为实施沿空留巷技术创新、工艺革新提供了可行性参数设计、理论依据。
作为无煤柱开采的支撑载体——沿空送巷技术工艺,即运用切顶泄压成巷的创新方式,保留开采过程中的工作面顺槽,实现零煤柱开采。具体操作方法,通过链接采煤、掘进技术管理,促使切顶卸压形成一条回采巷道(回采一个工作面只需掘进一条巷道),一面双巷变一面单巷,取消区段煤柱,促成无煤柱开采。
三位一体推“沿空送巷”
方案设计重优化。长城二矿结合巷道顶板岩性结构探测,依据预留巷道围岩分类,确立不同条件下顶板支护高度、切缝钻孔深度、切缝钻孔角度、留巷顶板临时支护等配套方案,设计恒阻锚索加强支护+顶板定向预裂切缝+高阻临时抗动压支护+可缩挡矸护帮支护+远程矿压监测等项优化体系。
爆破预裂切缝三合一。在具备沿空留巷条件的工作面,回采前对巷道顶板实施超前定向预裂,切断工作面顶板应力局部传递,保持巷道顶板的完整性;优化预裂爆破及封孔工艺,解决爆破冲孔问题,改进切缝孔质量,为沿空留巷创造先决条件。
留巷支护、巷帮支护同步抓。结合留巷被动支护控制变形机理,掌握顶板变化规律,调整切缝角度,改进全(注浆)锚索补强支护技术,控制顶板下沉量,增强留巷围岩承载力,减少巷道变形,保证留巷效果;区分巷帮支护类型、固定方式、间距与受力状态,试验切顶眼深、角度、眼距、装药量、封孔等爆破指数,提高护帮、档矸、支护强度。并用好切顶后空间模型及模拟数值分析,尽可能保护好巷帮。
多元化打造“双新”名片
长城二矿从健全一整套沿空送巷技术管理体系发力,循序渐进形成大倾角、不同埋深沿空留巷管理模式,继创新推出全国首个大倾角回风巷(1907S)沿空留巷工程之后,颠覆式创新完成1906S工作面运输巷切顶卸压无煤柱自成巷开采。
破解大倾角开采难题。长城二矿先后在1304N、1905N、1906N等大倾角、大采高运输巷,创新实施沿空留巷开采技术工艺,结合“大面重装”优化工作面开采“防倒、防滑、防飞矸”措施,全流程确保长距离、大倾角工作面开采,创出复杂地质条件下三层煤留巷技术的典范。
“双新”名片背后催生真金白银。到目前为止,长城二矿已结束(推进)5(1)个工作面创新开采,完成留巷近5000m。依此为辐射点,带动区域其他生产矿井推行“双新”开采模式,累计留巷20000余米,回收煤柱近百万吨,减少单面掘进45%,降低支护投入5000余万元,综合创效超3亿元。
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