2.110工法.ppt

无煤柱自成巷110工法一煤炭开采探索第三次革命文学宽研究员煤炭科学研究总院建井分院联系电话13681569425,110工法以何满潮提出的切顶短臂梁理论为指导，采用恒阻锚索对巷道顶板加强支护，通过切顶卸压自动形成一条回采巷道，把采煤与掘进统一起来，做到回采一个工作面只需掘进一条回采巷道，将传统的一面双巷变成一面单巷，取消了区段煤柱，实现了无煤柱开采。,1.110工法技术原理110工法变被动“支”为主动“切”与“支”．使矿山压力变害为利。110工法带来的是煤炭开采观念的转变一是“五个利用”，即利用矿山压力，利用顶板岩体，利用原有支护．利用原有巷道或利用已有的采场空间，利用岩石碎胀系数；二是实现“三个减弱”，即减弱周期来压，减弱采空区瓦斯，减弱煤层自燃；三是“实现两个目标”，即自动成巷,无煤柱开采。,110工法技术原理具体如下1针对煤矿开采复杂地质力学条件，在工作面回采前，采用顶板定向预裂爆破技术，在回采巷道沿将要形成的采空区侧定向预裂顶板。2工作面回采后，在矿山压力作用下，顶板沿预裂切缝自动切落形成巷邦，既隔离采空区又保持该巷道的完整性，作为下一个工作面的运输巷。3将传统一面双巷改变为一面单巷采掘模式，减小采掘比，实现无煤柱开采，提高煤炭回收率。,2.关键技术“110工法变被动‘支’为主动‘切’与‘支’，使矿山压力变害为利”其关键在于“拉得住、切得开、下得来、护得住”。即恒阻锚索能拉得住上覆岩层基本顶，聚能爆破装置预裂顶板时能切得开顶板形成裂缝，采场周期来压时顶板能沿着预裂顶板时切开的裂缝下来，自动成巷后巷道能护得住。,110工法关键技术具体如下1聚能爆破顶板预裂切缝技术采用聚能爆破顶板预裂切缝装置，实现爆破后在设定方向上形成聚能流，产生集中拉张应力，使顶板按照设定方向拉张断裂形成预裂面。该技术不仅能按设计位置及方向对顶板进行预裂切缝，而且使顶板按照设计高度沿预裂缝切落，解决了既能主动切顶又不破坏顶板的技术难题。,2恒阻大变形锚杆索支护技术采用恒阻大变形锚杆支护材料可以实现在恒定支护阻力条件下的拉伸大变形。能够适应并有效控制动压影响下巷道顶板下沉所产生的大变形。室内冲击动力学特性实验结果表明，恒阻大变形锚杆索在多次冲击作用下而不断，能够实现切落顶板冲击过程中变形能量的有控制性释放，有效保障巷道整体稳定及支护安全性。恒阻力达到20t-30t，恒阻变形量达到0.3-1.0m，均居于国际领先地位。,3碎石帮控制技术110工法实施过程中碎石帮受力和承压机制与普通巷帮有本质区别。普通巷帮一般由完整的结构体构成，多属静态控制，而碎石帮则由块状散体组成，散体结构在垮落至稳定过程中呈现出一定的冲压特性。针对110工法中碎石帮变形和承压特性，研制了挡矸护帮和切顶护帮支护体系。,4矿压远程实时监测及预警技术自动、连续采集矿压信息及采空区状况。,试验第一步是利用恒阻锚素对巷道顶扳加强支护，以保证随后预裂顶板、切顶时不影响自动形成的巷道质量；第二步是利用聚能爆破装置超前预裂顶板，在顶板形成裂缝；第三步是利用矿山压力在采场周期来压时沿顶板裂缝自动实现沿空切顶，将顶板切落下来，切落的顶板形成巷帮，同时借助岩石碎胀系数使岩石破碎后的体积增大为原来的1.3倍，压实并隔断采空区，从而自动形成下一条回采巷道。,试验后所成巷道不仅变形量少，而且提高了安全保障能力，事故起数大幅减少，取得了显著的经济效益，每m成巷造价由试验前的3075元降低至试验后的2065元，试验段共节约46万元。另外，由于少掘1条巷道，试验段节约矸石运输与排放费182万元；由于是无煤柱开采，多回收的10m宽煤柱资源价值442万元；试验段节约防突钻孔施工费313万元。采用110工法的试验段为2422综采工作面带来经济效益900多万元。110工法在2422综采工作面试验成功后，白皎煤矿进行了全面推广，每年少掘巷道6000余m。,截至2015年，四川省薄及中厚煤层应用110工法施工巷道3万多m，创造直接经济效益2亿多元。自2009年在白皎煤矿首次成功应用以来，110工法陆续在神华神东煤炭集团哈拉沟煤矿,中煤集团唐山沟煤矿、大屯煤矿，陕西煤业化工集团神南矿业公司柠条塔煤矿，河南能源化工集团永煤公司城郊煤矿，延安市禾草沟二号煤矿等10多个煤矿得到了推广应用。川投集团嘉阳煤矿，煤层倾角1-30，煤层厚度0.9m，顶板破碎，巷道变形严重,柠条塔煤矿s1201工作面是国内首个应用110工法的厚煤层工作面。s1201工作面长度275m，采高4.17m，试验段推进长度840m。由于柠条塔煤矿为千万吨级矿井，所以工作面推进速度特别快，平均推进速度为15m／d。试验结果表明，在这么快的推进速度下110工法依然是可行的。”110工法在s1201工作面的试验效果良好，每施工1m巷道带来的直接济效益为6840元。,中国科学院院士宋振骐、中国工程院院士张铁钢在鉴定柠条塔煤矿110工法项目时写道110工法不仅降低成本、提高回采率，而且可减弱顶板周期性冲击压力，在安全生产管理.、资源节约和降本增效方面具有明显优势。“110工法是采煤技术的一场革命”,中国工程院院士王安说。．,谢谢大家,