成庄矿3#煤无煤柱自成巷沿空留巷技术研发项目是装备制造集团重点工程。近日,该矿在YF301工作面实施的“无煤柱自成巷”技术试验取得关键进展,为传统厚煤层开采的绿色、高效转型提供了“成庄经验”。
从依赖宽大煤柱保障安全,到主动“瘦身”优化资源回收,再到以混凝土墙“置换”煤柱,该矿的技术演进始终围绕“既要安全,又要效益”的核心。去年,该矿学习引进行业前沿的“110工法”,开启了首次在6米厚煤层进行工业试验的挑战。
与传统模式不同,“110工法”的核心在于“自成巷”。技术团队制定了“支、切、护、封”四位一体的严密工艺流程。回采前,超前完成顶板锚索补强和深达23米的切顶钻孔施工,并实施精准爆破,在顶板岩层中预先形成一条贯穿的断裂线;随着采煤机推进,切开的岩体沿预定线垮落,在采空区侧自然形成巷帮;作业中,采用单体柱进行临时加固,并使用U型钢、金属网等材料构筑挡矸屏障,最后进行喷浆封闭成型。待巷道围岩稳定后,撤除临时支护,一条可复用的新巷道便宣告诞生,真正实现了不留设任何护巷煤柱。
YF301工作面全长548米,如同一块“试验田”,检验着这项技术在复杂地质条件下的可行性。截至目前,工作面已成功留巷300余米。阶段性监测数据显示,试验切顶效果显著,预裂切缝形成良好,有效阻断了采空区顶板应力向留巷区域的传递,为巷道自成创造了条件。留巷区域宽度维持较好,挡矸体与煤帮变形不明显,满足复用要求,顶板完整性较高,变形集中且趋于稳定。随着留巷推进,后续区域变形量显著减小,处于可控范围。
从经济效益看,这是一笔清晰的“增收账”。对比传统混凝土墙工艺复杂、工序繁多、成本高的困境,以及6米小煤柱造成的资源浪费,新工艺不仅实现了煤炭资源全部回收,还明显降低了万吨掘进率,同时解决了相邻工作面过空巷的安全风险,带来了长远的系统优化效益。