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晋能控股煤业集团云冈矿:开启降本增效“新引擎”

2020-12-09 08:19:24来源:山西新闻网

晋能控股煤业集团云冈矿面临煤炭资源储量急剧下降、可接替回采面少的开采现状。随着开采范围的不断扩大,采场应力向深部转移,采动应力逐步

晋能控股煤业集团云冈矿面临煤炭资源储量急剧下降、可接替回采面少的开采现状。随着开采范围的不断扩大,采场应力向深部转移,采动应力逐步增大,在回采过程中,临空顺槽受二次采动影响剧烈,巷道变形严重,局部地段变形已严重影响安全生产,如果留设较大煤柱尺寸,将造成很大程度的煤炭资源浪费,并导致矿井服务年限锐减。

针对这一情况,该矿组织技术人员进行科技攻关,分别用小煤柱、无煤柱开采技术对12#404盘区8411、8409工作面及12#410盘区81043、81041工作面进行开采,有效降低了临空动压及煤柱集中应力对采掘面的影响,矿井安全系数、煤炭资源利用率明显提高,为建设“创新、绿色、卓越、高效”的晋能控股集团做出贡献。

画出开采布局“路线图”

选定小煤柱、无煤柱开采工作面后,确定开采布局和设计工艺成为了亟待解决的问题。该矿技术科迅速成立科技攻关团队,对煤层厚度、倾角、硬度、产状、夹石及物理力学性质、地质构造、顶底板岩性、水文情况、煤尘情况进行数据分析和现场试验,多方考量后确定小煤柱设计宽度。12#层8409、8411工作面平均煤厚2米,8411开采期间对5409巷存在采动影响,同时该区域属高瓦斯盘区,综采工作面采空区内瓦斯积聚量巨大,所以将12#层8409、8411工作面相邻煤柱设计为6米。团队对12#410盘区81043、81041工作面的开采布局方案设计、资金投入、设备配置、支护材料选择、施工工艺深入论证,并结合矿井地质条件,编制F2断层专项停采及支护措施、小窑采空区26个放水孔方案、链臂锯切缝技术实施方案,建立起设计施工、验收等完善的技术体系,保证无煤柱开采在技术上可行、在方案上合理、在实施上严密。

啃下技术难题“硬骨头”

12#410盘区81043、81041工作面断层多,顶板压力大,巷道易发生变形,造成事故隐患。针对这一技术难题,该矿极具创新性地使用了链臂锯切顶技术。不同于传统无煤柱工作面采用的定向爆破切顶技术,通过链臂锯切缝,在局部范围切断工作面顶板应力传递,减弱巷道顶板压力,利用顺巷锚索梁配合单体柱进行补强加固,控制顶板下沉,使所留巷道围岩能够最大限度地发挥自身承载作用,减少巷道变形,保证留巷效果。此外,链臂锯切缝能够更好地保护巷道顶板完整性,81043工作面煤层回采后,在矿山压力作用下,顶板沿链臂锯预切缝垮落形成巷帮,利用原巷道部分空间和支护自动形成新巷道,作为下一个工作面(81041工作面)的回采巷道。由于现场施工原因导致链臂锯无法切顶的区域,团队设计了定向爆破与密集钻孔卸压双方案,保证无煤柱工作面留巷工艺的顺利实施。

开启降本增效“新引擎”

本着因地制宜、节约成本的原则,该矿将工作面附近划分为三个区:超前支护区(工作面前方30m),架后临时支护区(架后0m-200m)和成巷稳定区(架后200m之后),不同分区根据需要采取不同的支护措施,精心设计单体液压支柱的布置数量及排距,选用单体支柱配合π型钢梁对架后临时支护区进行支护,在趋于稳定状态的区域将临时支护单体移到架后进行支护,只保留11#工字钢进行挡矸,在保证安全的前提下有效降低了支护施工费用。使用小煤柱开采技术,可比普通30-40米煤柱多采出60万吨左右的煤炭,81041、81043工作面无煤柱开采成功实施后,节省新掘巷道250米、单体柱500根,可采储量近20万吨,经济效益显著。目前,小煤柱、无煤柱开采技术正在其他工作面进行推广应用。

(刘畅)

关键词: 晋能控股 煤业集团

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