日前,随着淮沪煤电集团丁集矿1452(1)工作面的安全收作,标志着该矿在全国“三高一深”厚层砂岩直覆煤层“110工法”工作面,率先运用“上断下裂”切顶留巷技术取得成功。
“‘上断下裂’切顶留巷技术在丁集矿1452(1)工作面取得新突破,是‘110工法’应用的升级版。”煤业公司生产技术部部长甘林堂给笔者算了一笔账,该工作面成功留巷后,较传统生产接续少掘巷道800米,节省工期180天,多回收煤炭资源近3万吨,真正实现了安全技术经济一体化的目标。
“1452(1)工作面标高-908.8m~-931.1m,上覆巨厚砂岩顶板,是典型的‘三高一深’(高地压、高瓦斯、高地温,千米埋深)工作面。”该矿生产技术科科长王雷斌表示,1452(1)工作面采用“110工法”施工,即保留1452(1)轨顺,并作为下阶段1462(1)工作面轨顺使用,以达到无煤柱开采的目的。其成功与否,关键看能不能把留巷段留住。
在1452(1)工作面,该矿最初采用以“恒阻大变形锚索支护+切顶卸压”为主体的设计方案,即通过预裂切缝爆破,在局部范围切断工作面顶板应力传递,以减弱巷道顶板压力。但由于淮南矿区煤层深部地压大,煤层厚,除切缝的顶板外,上覆关键层顶板也会一同下沉,对巷道顶板支护带来相当大的难度。
“与其让上覆关键层顶板下沉,不如提前将该关键层顶板破断,且破断的高度必须大于冒落带的高度,利用深孔预裂爆破增大顶板冒落高度。”该矿进一步优化设计,创新实施“上断下裂”切顶卸压技术,上断,即采用深孔预裂爆破,使煤层上覆岩层产生爆破损伤,随着煤层开采自然冒落;下裂,即采用双向聚能管进行爆破切缝,使岩石按设定方向张拉断裂成线。
为了保证切顶过程和周期来压期间巷道的稳定性,该矿在对巷道顶板进行预裂切顶前采用恒阻大变形锚索补强加固的同时,进一步优化“上断下裂”爆破参数,不断完善巷帮挡矸支护、留巷顶板临时支护等技术工艺,保证了上覆巨厚砂岩顶板的有效断裂,以及切断顶板的应力传递路径,减少了回采动压对留巷段的影响,有效保障了留巷的安全稳定。
“‘上断下裂’切顶留巷技术是实现多回收煤柱煤量、少掘准备巷道,缓解矿井采场接替紧张局面的重要举措。”王雷斌表示,在下一步的推广过程中,要认真分析采区地质条件,结合设备配套、施工工艺等因素,做到“一面一设计”,确保技术措施的针对性、有效性。(魏强 陈大凤)
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