雙鴨山礦業集團110工法技術的研究應用論文
摘要：110工法是何滿朝院士研究的切頂卸壓沿空留巷最新成果，龍煤雙鴨山礦業公司通過技術合作方式，引進該先進工藝并結合雙鴨山礦區地質構造，通過攻關研究在薄煤層、中厚煤層、厚煤層切頂自成巷均獲得了成功，并形成了一套較為完善的技術和性能可靠的配套設備。對解決煤礦深部災害治理，加快生產準備，釋放安全產能，降低生產成本，意義重大。
關鍵詞：無煤柱；110工法；切頂卸壓；自成巷工藝
1、引言
為了緩解礦井采煤工作面的接續，沿空留巷技術一直在雙礦公司應用推廣。該技術在提高煤炭回收率、減少煤柱塌落避免煤層著火、降低應力集中減少動力災害等方面有明顯優勢。我公司各礦先后采用多種留巷方式，如矸石砌墻、煤粉摻水泥編織袋碼墻、水泥預制砌塊、似膏體充填等，雖然都有各自優勢，但在沿空留巷的過程中仍存在沿空巷道受動壓影響大、礦壓顯現劇烈、沿空巷道圍巖變形大、不合理的巷旁支護等諸多問題。特別是由于采后備跟不上，造成后期巷道返修量劇增，維護成本升高，給生產準備帶來很大難度。
2、110工法技術原理
無煤柱切頂卸壓自動成巷110工法技術是目前國內最先進的留巷工藝。該工藝原理是將巷道巖體切斷，將長臂巖梁轉化為短臂梁。沒有對頂板處理之前，巷道頂板為長懸頂的一部分，煤柱作為支撐結構。若煤柱強度不足以抵抗長臂梁的壓力，巷道易產生大變形。110工法采用爆破超前預裂頂板，形成裂縫線，頂板巖體在周期來壓作用下沿切縫線整體切斷，碎脹的頂板矸石形成對上覆老頂巖梁支撐結構，控制老頂的回轉和下沉變形。切落的.頂板形成巷幫，隔斷老塘，從而保證工作面上（下）順槽，實現單面單巷采掘模式。由于長臂梁轉化為短臂梁，可在一定程度上減小懸臂梁荷載，有利于巷道的穩定。
3、工程情況
為保證110工法工藝順利推廣實施，2016年初公司先后組織兩批工程技術人員去延安禾草溝礦、山西店坪礦考察學習，2016年12月下旬，雙礦公司在東榮二礦南四區17層四面嘗試110工法切頂自成巷工藝，取得突破性成果。目前，東榮二礦、東榮三礦、雙陽礦分別在厚煤層、中厚煤層、薄煤層取得了成功。
3.1東榮二礦南四17層四面概況
3.1.1基本情況
切頂卸壓沿空留巷工作面位于南四17層四面下料道，工作面走向長300m，煤厚3.0～3.5m，傾角17°，面長156m。無偽頂，直接頂為1.31米的細砂巖，老頂為3.0米的細礫巖。直接底為0.75m泥巖，往下2.6m中粒砂巖。
3.1.2支護參數和施工工藝
巷道梯形斷面，“錨、網、帶、幫錨、錨索”支護，巷道凈寬3.4 m，中高3.5 m。頂板4排錨桿，間、排距2.0m×1.0m，布置3排錨索4.2m，間、排距：2.0m×1.5m�；夭善陂g加強支護補打2排錨索，距下幫煤壁500mm布置。
切眼頂板提前預裂�；夭汕埃厍醒圮泿蛡认铝系老聨屯�30m位置，打設預裂爆破孔，孔徑∮32mm，間距0.3m，孔深8m，隔孔裝藥。下料道沿工作面推進方向，打設切縫爆破孔，孔徑為∮50，與鉛垂方向夾角為15°，孔眼距為600mm，裝藥量為13卷藥，一次性起爆4個爆破孔。
3.1.3 動壓區加強支護參數
動壓區采用DZ42單體支護，超前20m為2排，柱距1.0m；工作面煤壁后方采用DZ42單體支柱，滯后工作面100m打設3排單體及1排可縮U型鋼。U型鋼里側掛6mm焊接鋼筋網，外側碼一層粉煤灰絲袋。
3.1.4沿空留巷控制效果和效益
試驗成巷300m，巷道造型不好，后期恢復開幫整形。每米造價9400元，合計費用282萬元，原設計留煤柱造價2350元，合計費用70.5萬元，比原施工留煤柱巷道費用高出211.5萬元。但少掘一條巷道，多回收20m寬煤柱約1123.2萬元，創經濟效益911.7萬元。
3.2東榮三礦東三16層一面概況
3.2.1基本情況
切頂卸壓沿空留巷工作面位于東三采區16層一片皮帶道，工作面走向長度555m，平均煤厚1.8m，傾角13°，面長179m。直接頂為1.1m厚灰色粉砂巖，老頂為7.2米的粉砂巖，直接底為5.0m厚細砂巖。
3.2.2支護參數和施工工藝
巷道梯形斷面，巷道凈寬3.4m，凈高2.6m。頂板3排錨桿，間、排距1.0m×1.0m，布置2排∮17.8錨索，長6.3m，間距均為3.0m�；夭善陂g加強支護補打2排∮21.8mm錨索，長度9.3m，間距2m。
切眼頂板提前預裂。皮帶道沿工作面推進方向，打設切縫爆破孔，孔徑∮50mm，孔深7.0m，分兩根聚能管裝藥，一次性起爆5個爆破孔。
3.2.3動壓加強支護參數
動壓區采用DZ28單體支護，超前20m為2排，柱距1.0m；工作面滯后支護采用DZ28單體支柱，架設三排。預留巷道內三排單體滯后支護150m后，依次向前翻打。
3.2.4沿空留巷控制效果
該留巷回采550m，經觀測，巷幫切落矸石充滿巷幫并且在采后120m接頂壓實，巷道趨于穩定，巷內巷旁支護受力均勻。
3.3雙陽礦西一采區左1層二片工作面概況
3.3.1基本情況
沿空留巷工作面位于西一采區左1層二片下料道，走向長580m，煤厚0.9m，傾角17°，面長150m。直接頂為1.0米細砂巖與粉砂巖，老頂為2.1米細砂巖互層，直接底為3.2米細砂巖。
3.3.2支護參數和施工工藝
巷道梯形斷面，錨桿支護，巷道凈寬：3.2m。頂板4排錨桿，間、排距1.0m×1.2m，另布置3排4.0米長錨桿支護，間、排距1.5m×1.5m。下料道沿工作面推進方向，打設切縫爆破孔，孔徑∮32mm，切頂角度與鉛垂方向呈25°，距下幫100mm，間距200mm。
動壓區采用DZ25單體支護，超前20m為2排，柱距1.0m；工作面滯后支護采用DZ25單體支柱，架設2排，排距0.8米，柱距1.0米。
3.3.3沿空留巷控制效果
該留巷回采580m，巷內巷旁支護受力比較均勻，達到預期使用目的。留巷成本每米719元/米，與原采取的圓木+編織袋墻體+頂板錨桿留巷工藝成本降278.7元。
4.啟示和建議
�、兕I導重視是關鍵。110工法看似一種施工工藝，過程中牽扯各個部門、各個系統。從施工工具消耗品，到隊伍安排、各線配合，都需要統一思想，全力以赴。如果責任不清，配合不到位，相互推諉扯皮，需要礦長行政命令，一錘定音，這樣才能保證工程順利進行。
�、诩夹g指導是基礎。從施工方案制定，各種技術參數合理選擇，到施工隊伍培訓，現場施工指導，工作質量驗收把關，包括施工初期的現場跟班寫實，都需要工程技術人員親歷親為，盡職盡責，保證施工設計嚴格兌規，施工質量不走樣。
�、酃ぞ咴O備是手段。從各礦施工的情況來看，鉆機對工程進度影響比較大，打眼時間長，鉆頭消耗大。目前我們各礦打眼使用的鉆機五花八門，有普通錨索鉆機、自制滑軌式鉆機、1200鉆機、1300鉆機，效果都不是很好，需要我們下一步與相關廠家合作，研制專用雙臂鉆機，保證快速高效施工。
�、苁┕り犖槭潜ＷC。施工過程中最重要的環節是頂板切縫，保證切縫效果就是施工人員的施工標準和施工質量。正確使用鉆機，熟練操作流程，控制好打眼角度，保證孔底在一條直線上，這樣爆破后頂板能沿切縫斷開，實現直接頂跨落充實空區，避免周期來壓老頂巖梁扭轉下沉，造成留巷巷道變形大，影響留巷質量。
⑤施工技術參數要不斷優化完善。切縫孔深度、角度、孔距、裝藥量、封孔長度等技術參數，要根據采場地質條件，如采高、上覆巖層巖性、周邊采動情況等條件來確定。切縫鉆孔成孔后，要利用鉆孔窺視儀對每個鉆孔預裂爆破切縫效果進行檢測，及時調整技術參數，真正做到切得開下得來。
�、蘖粝锵锏缹挾缺M可能設計4.0m及以上，錨桿索網鋼帶聯合支護，皮帶道機軌合一，斷頂眼掘進或安裝期間施工完成，給回采創造條件。綜采工作面留巷側第一部支架位置要預留空間，避免工作面因傾角變化導致支架上竄下滑，壓住切縫眼或加強錨索，頂板不能沿裂縫切落，不但影響切頂效果，而且破壞巷內支護。
參考文獻：
[1]何滿朝，張國鋒，苗沛沛，芙蓉礦區復合頂板煤層110工法原理及應用研究，煤礦支護2016.3。
[]2何滿朝，張國鋒，苗沛沛，大同礦區堅硬頂板110工法應用研究，煤礦支護2016.3。
[3]何滿朝，高玉兵，郭志飚，王建文，檸條塔煤礦淺埋煤層快速回采110工法應用研究，煤礦支護2016.3。
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