中厚煤层沿空留巷工艺探索与应用
2021-03-31赵振伟王玉林
中国煤炭工业 2021年1期
文/赵振伟 王 平 王玉林
沿空留巷技术目前已成功应用于薄煤层开采,但在中厚煤层中还存在较多技术难题。山东能源枣矿集团新安煤业公司为缓解采掘接续紧张局面,减少万吨掘进率,通过对坚硬顶板采用水力致裂断顶,实施中厚煤层沿空留巷开采工艺,实现了矿井安全高效绿色开采。
一、沿空留巷工艺实施背景
目前,沿空留巷主要采用砌筑矸石带、高水材料充填、支设密集支柱(木垛)等工艺,由于砌筑矸石墙劳动效率低,高水材料充填留巷成本较高,目前普遍采用切顶留巷工艺。切顶留巷主要采用定向预裂爆破技术,但定向预裂爆破技术专业性强、技术难度大,此外,工作面顺槽爆破,安全系数低、影响工作面生产。为此,新安煤业公司通过加大科技投入,与科研院校合作,研究水力预裂切顶技术,通过采用“水力预裂切顶、超前预加固、后扶加强棚”施工工艺,成功进行了中厚煤层沿空留巷实践。
二、水力预裂沿空留巷实施方案
1.沿空留巷方案的确立
结合近期在兖矿集团济三煤矿、河南能源永煤公司城郊煤矿实施的切顶卸压情况,以及中国矿业大学何满潮院士提出的“切顶卸压沿空成巷无煤柱开采技术工艺”,并通过进一步分析论证,新安煤业公司确定了“切顶预裂、超前预加固、后扶加强棚”留巷工艺,并选取具有代表性的,基本顶厚度较大的3下209材料巷进行中厚煤层水力预裂沿空留巷试验。
2.沿空留巷实施方案
3下209工作面煤层平均厚度3.0m,直接顶为平均厚度0.3m的泥岩及基本顶下部约2m的易冒落岩层,基本顶为平均厚度31.2m的坚硬难垮落细、中砂岩,对在厚度较大的坚硬顶板中开展中厚煤层沿空留巷具有代表性。……
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