“110工法”在28808工作面的实践应用及优化_王捷.pdf

212023 年第 2 期王 捷：“110 工法”在 28808 工作面的实践应用及优化王 捷：“110 工法”在 28808 工作面的实践应用及优化收稿日期 2022-07-16作者简介 王捷（1996），男，山西孝义人，2018 年毕业于山西工程技术学院采矿工程专业，本科，采煤助理工程师，现从事综采队技术工作，研究方向：采矿工程。“110 工法”在 28808 工作面的实践应用及优化王 捷（山西焦煤西山煤电东曲矿，山西 古交 030200）摘 要 为解决以往开采方法造成的工作面间煤柱损失、巷道掘进工程量大等问题，在东曲矿中厚煤层28808工作面进行了“110工法”布置应用研究，提升了安全管理水平，促进了资源回收效率，降低了开采成本，增加经济效益。关键词 中厚煤层；智能化；110 工法；煤柱中图分类号 TD67 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2023.02.008Practical Application and Optimization of the 110 Construction Method in the 28808 Working FaceWang Jie(Shanxi Coking Coal Xishan Coal Electricity,Dongqu Mine,Shanxi Gujiao 030200)Abstract:In order to solve the problems caused by the previous mining methods,such as the loss of coal pillars between working faces and the large amount of roadway excavation work,the 110 Construction Method layout and application research was carried out in the 28808 working face of the medium-thick coal seam in Dongqu Mine,which improved the safety management level,promoted the resource recovery efficiency,reduced the mining cost and increased economic benefits.Key words:medium-thick coal seam;intellectualization;110 Construction Method;coal pillar王 捷：“110 工法”在 28808 工作面的实践应用及优化王 捷：“110 工法”在 28808 工作面的实践应用及优化1 工程概况山西焦煤西山煤电东曲矿之前一直采用一个工作面、两条巷道、一段煤柱的开采方案，采用此开采方法会造成工作面间煤柱损失、巷道掘进工程量较大。28808 工作面位于西十一采区西翼，走向长度1215 m，倾向长度282.7 m，主采8号煤层厚度2.96.1 m，平均 5.25 m，含一层 0.190.45 m 夹矸；煤层倾角 2 10，平均 7。计划在 28808 工作面实践应用“110 工法”。2 “110 工法”实施及优化2.1 切顶爆破切顶爆破卸压技术是将药包放入两个设定方向有聚能效应的聚能装置，炸药起爆可实现爆破体按照设定方向拉裂成缝，切出一定高度的预裂面，工作面推采后，在矿山压力作用下使顶板发生切落断裂。经过多次现场爆破验证，分析 28808 工作面顶板结构及岩性分布特征，设计采用“5-4-4-3-2”不耦合间隔装药爆破工艺，经过 50 m 区段现场爆破实践，爆破后采空区无大块矸石滚落，爆破效果理想。切缝孔布置如图 1，装药结构如图 2。图 1 切顶爆破卸压技术切缝孔布置示意图（mm）2.2 挡矸装置原设计沿空留巷挡矸板采用2块30 mm钢板，挡矸长度 10 m。在实际应用中发现，采用该方式挡222023 年第 2 期矸沿空留巷存在帮部成型差、自身承重大、拉移困难、易变形等问题。结合 28808 工作面实际情况，将阻挡矸石挡板优化设计为一整块钢板，尺寸长 宽 厚=1800 mm700 mm20 mm。以液压支架装卸孔为基础焊接 4 个穿销固定装置，将挡矸板组装固定在第二台端头液压支架侧面。实践表明沿空留巷帮部成型较好（平直），挡矸板安装、拆卸、移动便利，挡矸板固定后无任何变形。前期留巷挡矸网采用两层挡矸网（钢筋网+铁丝网，网目 100 mm100 mm），存在采后漏矸、喷涂材料浪费、喷涂质量差等问题。针对这一情况，对两层挡矸网进行优化，采用“钢筋网+金属筛网”，网格参数为 5 mm5 mm，有效解决采后留巷巷帮漏矸、喷涂材料浪费等现象，喷涂封闭质量理想，降低了生产成本。1.脚线；2.炮泥；3、6.延期雷管；4.连接件；5.切缝管；7.药包；8.导爆索图 2 “5-4-4-3-2”装药结构示意图（m）2.3 可调式钢管混凝土柱原设计在后巷稳定区现浇柔模混凝土支柱进行支护，但在应用中这种方式存在凝固周期长、无法重复使用等弊端。为解决这一问题，将现浇混凝土柱变更为预制混凝土柱。通过技术理论计算，完成可调式钢管混凝土柱设计，经检测单根钢管混凝土柱支护强度达 2000 kN，支护强度高，同时可调式钢管混凝土柱还可以重复利用。在可调式钢管混凝土柱支设过程中，出现了接顶难的问题，自制可调式接顶装置与多钢管混凝土柱配套使用，有效解决了可调式钢管混凝土柱支设接顶难的问题。2.4 墩柱支护技术在大断面交叉点采用高水材料墩柱进行永久支护。高水材料墩柱支护施工用时16 h，终凝时间2 h，支护强度 8000 kN。如图 3。2.5 倒运支架矮型专用叉车在 28808 工作面沿空留巷临时支护及交替循环倒运单元支架环节，原设计采用小绞车进行倒运，生产中存在倒运效率低、大型运输装备空间受限等问题。针对这一情况，设计采用多功能矮型轻便专用叉车进行倒运作业。实践应用效果表明：对比之前，多功能矮型轻便专用叉车倒运工作效率提高了60%左右，倒运作业安全风险小。2.6 沿空留巷顶板支护工艺原设计沿空留巷顶板一阶段临时支护采用“双排单元支架+2 根 形梁”，二阶段临时支护采用“单排单元支架+2 根 形梁+4 根专用单体支柱”，稳定区钢管混凝土柱支设间距 2.5 m，但是存在支护劳动强度大、支护材料投入多、留巷运输空间受限等问题。在对矿压监测数据分析基础上，对原顶板支护工艺进行了优化调整。方案为：在 260 m 范围内，临时支护为“单排单元支架+1 根 形梁+1根专用单体支柱”，稳定区钢管混凝土柱支设间距调整为 6.5 m。实践应用效果表明：该留巷临时支护工艺效果理想，支护效率高，大幅度降低了支护劳动强度。图 3 墩柱支护技术示意图2.7 锚索保护装置优化改进28808 工作面推进期间，超前支架、端头支架顶梁会存在损坏锚索支护的问题。尽管采用了在超前支架焊接钢槽，在端头支架上部放置油浸木等措施，但是效果不佳，影响工作效率，造成大量材料浪费。经过多次材料选型试验，最终选择超高分子量聚乙烯垫块，该垫块抗压强度达 25 MPa。实践应用结果表明：通过增大垫块强度，保证了端头支架顶梁面与锚索锁具之间的有效空间，成功地保护了沿空留巷顶部永久支护锚索，完好率达 96%。3 应用效果“110 工法”技术在 28808 工作面的应用，有利解决了 28808 工作面上隅角瓦斯问题，少留设煤柱，资源回收率提高 12%，可少掘送一条巷道，采、掘、抽衔接更合理。【参考文献】1 厚煤层无煤柱自成巷 110 工法技术 N.中国矿业（下转第 25 页）252023 年第 2 期李安培：大断面巷道过陷落柱构造区支护技术研究李安培：大断面巷道过陷落柱构造区支护技术研究 图 2 巷道围岩位移变化曲线3 应用效果在巷道掘进施工过程中采用“十字布点法”监测巷道顶底板及两帮的围岩变形情况。顶部测点布置在巷道中心线上，帮部测点布置在距巷道地面 1 m 的位置处，顶帮测点布置在同一断面内。底板监测点采用铁钎，钉入底板围岩内的长度为 250 mm。围岩观测站按每周 1 次进行测读和记录。巷道变形曲线如图 3。（a）巷道围岩位移变化曲线（b）巷道围岩位移速率变化曲线图 3 巷道掘进期间围岩位移监测结果由图 3 可知，在巷道掘进完成的前 49 d，巷道顶底板及两帮的围岩变形速率不断增大，之后逐渐趋于稳定。巷道顶板最大下沉量约为 113 mm，相对较大，但顶板未出现破坏和冒落现象；巷道底板底鼓量最大约为 78 mm，相对较小；巷道左、右帮围岩变形最大约为 65 mm、86 mm。围岩变形量均处于变形允许范围内，表明了联合支护技术参数的合理性和可靠性。4 结语以高阳煤矿辅助回风巷过陷落柱段为工程背景，基于陷落柱区域巷道围岩变形破坏特征，确定了过陷落柱段巷道“杆索+钢筋网+钢带+注浆”联合支护方案，数值计算验证了该支护方案的可行性，现场实践结果表明陷落柱影响下采用该联合支护方案可有效控制围岩变形，保证了巷道的稳定。【参考文献】1 王杰.巷道回风巷通过陷落柱的安全技术措施 J.西部探矿工程，2020，32（11）：134-135.2 张勃阳，林志斌，吴疆宇，等.侧限条件下陷落柱破碎岩体的渗流特性研究 J.采矿与安全工程学报，2020，37（05）：1045-1053.3 李杰.掘进巷道过陷落柱安全技术措施研究 J.山东煤炭科技，2019（04）：46-47+504 王同旭.沿空巷道围岩压力特征及合理支护原则J.同煤科技，2021（04）：1-7+11+69.5 臧欢欢.大型导水陷落柱综合探查与阻水塞建造关键技术研究 J.同煤科技，2021（03）：59-60.（上接第 22 页）报，2021-12-14（002）.2 杨晓杰，黄瑞峰，周博森，等.无煤柱自成巷110、N00 工法 5R 绿色内涵分析 J.能源技术与管理，2021，46（05）：12-15.3 薛定亮，张龙辉，张华翔.“110”工法在中厚煤层复合顶板条件的应用规律及研究 J.山西焦煤科技，2021，45（07）：4-7+32.4 陈万胜，刘辉，陈菲，等.柠条塔煤矿大采高工作面 110 工法挡矸支护实践 J.陕西煤炭，2021，40（02）：141-144.5 马小宁，霍军鹏，白铭波，等.陕北矿区韩家湾煤矿中厚煤层 110 工法技术创新及应用 J.煤炭技术，2022，41（02）：1-4.