日前,中煤集团唐山沟煤矿实施的《薄煤层切顶卸压沿空留巷无煤柱开采成套技术装备开发与应用研究》项目,获中煤集团2013至2015年度科学技术进步特等奖。
唐山沟煤矿为资源整合矿井,工作面普遍是大煤柱、小区段布置方式,造成工作面布置多、巷道掘进多、煤柱留设多,单产低、单进低、资源回收率低,煤质差、效益差、工况差。
为此,中煤集团与中国矿业大学(北京)合作,聘请中国科学院院士、中国矿业大学(北京)教授何满潮做技术指导,以薄煤层低成本技术为研究方向,对切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术进行攻关。切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术,将传统的“一面、双巷、一煤柱”回采模式改变为“一面、一巷、无煤柱”回采模式,进一步节约煤炭资源,实现降本增效,延长了矿井的服务年限。
2014年9月5日,唐山沟煤矿成为中煤集团第一个采用该技术的煤矿。 唐山沟煤矿以8820工作面为首采试点。试采过程中,由于支护密度过大,顶板局部压力无法正常释放,致使巷道煤壁产生大量片帮。唐山沟煤矿技术人员对监测数据进行分析,找准原因,对支护密度进行合理优化,有效解决了煤壁片帮难题。
针对8号煤层顶板坚硬的实际情况,技术人员对原恒阻锚索支护进行优化,更换为自制的普通加粗锚索,留巷成本从2300元/米下降为1200元/米,破解了留巷成本偏高的难题。他们还先后研发了35吨高恒阻大变形NPR锚索支护材料、超前切缝专用钻机和聚能爆破器材,解决了坚硬顶板切缝钻进和切顶卸压等技术难题。8820工作面,取消了原12米煤柱,多回收近1万吨原煤,减少巷道掘进460米。
唐山沟煤矿应用该技术后,工作面长度由100米增加到200米以上,两面合一,既减少了工作面数量,又减少了搬家倒面次数;单产水平提高50%以上,同时也避免了“小区段、大煤柱”的不合理布置方式;工作面由双巷布置改为单巷掘进和留巷并用,实现了少掘进巷道,万吨掘进率降幅达40%以上;采区回收率提高10%以上;通过少掘巷道,实现少破岩石,工作面生产原煤发热量提高100大卡以上;通过切顶卸压,弱化了应力集中,工作面出口压力、巷道变形得到了有效控制,周期来压也有所减弱;同时生产成本进一步降低,单位生产成本下降23.13元/吨,管理费用减少918.6万元。
目前,该矿已经在5个工作面应用了该技术。
(王广红)