110工法在近距离煤层中的应用.pdf

科技创新导报 2020 NO.13 Science and Technology Innovation Herald 工程技术 科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald35 DOI 10.16660/ki.1674-098X.2020.13.035 110工法在近距离煤层中的应用 闵杰 陕煤集团神木张家峁矿业有限公司 陕西榆林 719300 摘 要 110工法是目前煤炭行业中最具有应用前景的技术之一， 它不仅可以大幅度的降低开采工作面的挖掘成本， 而且能 够提高资源的利用率。 它的主要技术原理是通过顶板定向预裂切缝， 利用顶板的岩层压力， 形成切顶御压自动成巷道， 使 得回采一个工作面、 只需掘进一个顺槽巷道、 另一个顺槽巷道自动形成， 这一开采技术真正实现无煤柱开采和Y型通风巷 道的形成， 降低巷道周期性的压力， 加强了施工的安全和经济效益。 本文针对110工法在近距离煤层中的应用进行讨论。 关键词 110工法 近距离煤层 无煤柱开采 中图分类号 TD823 文献标识码 A 文章编号 1674-098X202005a-0035-02 近距离煤层的开采会使下层巷道因受到压力而产生 围岩破碎或者变形的破坏， 并且随着矿井开采年限和开 采深度的增加， 瓦斯、 水害、 压力等复杂情况越来越多， 使 得采掘接替更加紧张， 安全管理的难度与日俱增。 为有效 解决以上难题， 在煤层的开采中可以引入最新采煤技术 “110工法” ， 来解决矿井生产接替紧张局面， 实现单翼采 区工作面无煤柱连续开采。 但是110工法有其特定的适应 条件， 本文以它的适应条件为基础， 研究近距离煤层切顶 卸压技术的应用。 1 与传统开采技术相比110工法的可行性 “110工法” 即切顶卸压沿空自留成巷无煤柱开采新技 术， 110是指一条巷道、 一个工作面、 零个煤柱。 该工法是 由中科院院士中国矿业大学何满潮在2009年提出的。 它的 主要技术原理是通过顶板定向预裂切缝， 通过切断部分 顶板的矿山压力传递， 利用顶板岩层压力， 形成切顶御压 自动成巷道， 实现无煤柱开采技术的应用， 使得回采一个 工作面、 只需掘进一个顺槽巷道、 另一个顺槽巷道自动形 成， 真正实现无煤柱开采。 这一工法成功地将工作面由 “跳 采” 转变为连续开采， 实现了Y型通风巷道， 降低巷道周 期性的压力， 加强了施工的安全和经济效益。 与传统采煤 技术相比 “110工法” 一是切断了 “砌体梁” 或 “传力岩梁” 的压力传递,成功转化为 “切顶短臂梁” ； 二是改变和优化 了经典的围压分布规律； 三是减少了顺槽巷道掘进量50 （煤矿万吨掘进率减少50） ； 四是利用矿压和围岩运动， 自动成巷， 实现无煤柱开采； 五是缓解了工作面接续紧张； 六是老顶破断引起的周期性压力减缓或消失； 七是由于切 缝采动期间超前压力大幅度减小； 八是围岩变形量,底臌 量大大减小, 维修量大大减小； 九是临空岩柱压力小和围 岩完整性好； 十是消除了采空区瓦斯的威胁,降低了防灭火 的难度。 “110工法” 将顶板设计位置切落， 阻断了顶板的应力 传递， 避免了回采动压对采空区煤体的影响， 维护了煤体 的完整性。 新形成的巷道， 解除了高应力环境的威胁， 使 得巷道变形量减小， 易于维护， 对于底鼓的治理效果显著。 “110工法” 关键技术的主要工序是恒阻大变形锚索的安 装、 顶板预裂爆破钻孔及顶板预裂爆破， 均为超前施工， 且可以平行作业， 不影响回采速度， 能够实现高效回采， 工 作面回采之后的挡矸处理也非常简单。 “110工法” 工艺流 程简单， 并没有改变现有的技术使用的工具， 也没有改变 现有的采煤工艺， 相比传统的留巷方法， 施工速度快， 工 艺简单， 工人劳动强度低。 采用 “110工法” 每留巷 1000m， 每面大约可多产近5万t煤， 由此带来的经济效益无疑是非 常可观的。 因此， 110工法的应用相对于传统工法来说更 具有优势和可行性。 2 110工法应用的原理及地质条件 2.1 应用原理 110工法的关键便在于 “拉得住、 切得开、 下得来、 护得 住” ， 要求恒阻锚索能拉得住上覆岩层基本顶。 尤其是施 图1 恒阻大变形锚索变形及支护原理 科技创新导报 2020 NO.13 Science and Technology Innovation Herald 工程技术 科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald36 工时要从多方面考虑。 要考虑留巷体会不会漏风， 有害气 体会不会残留。 在工法的实施中首先利用恒阻锚索对巷道 顶板加强支护， 以保证随后预裂顶板、 切顶时不影响自动 形成的巷道质量 （如图1所示） ； 再利用切缝钻机施工爆破 钻孔， 在顶板形成裂缝； 最后通过压力在采场周期来压时 沿着顶板的缝隙实现沿空切顶， 形成巷帮， 再借助岩石碎 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。 2.2 应用地质条件 110工法应用前应收集采区地质、 水文地质、 致灾因素 和开采技术等资料。 110工法的实施应根据自成巷条件和 特点， 确定专项施工技术、 工艺、 方法和材料。 所以应用110工法时应注意以下几点 110工法实施工 作面煤层厚度不大于4m； 110工法实施工作面煤层倾角不 大于25 ； 110工法实施工作面埋深不大于1000m； 110工法 实施工作面顶板不受强含水层威胁。 另外， 110工法应采用 以下主要技术 顶板定向预裂爆破技术、 恒阻大变形锚索 支护技术、 挡矸支护技术和远程实时自动监测技术。 3 工法的应用效果 恒阻锚索支护的应用不会对正常的工作面生产造成影 响， 也不需要增加矿井生产， 110工法是对传统的充填沿空 留巷技术的重要革新。 110工法不仅可以重复利用一万多 吨的煤炭资源， 降低了施工成本， 而且为我国煤炭产业带 来了高额的经济效益， 能够充分缓解矿井生产的压力， 同 时还能改善施工环境， 提高施工安全系数。 4 结语 “110工法” 作为最新的采煤技术， 可以有效解决矿井 生产的紧张局面， 提高了煤层顶板的整体性， 可以防止巷 道顶板发生离层。 与此同时， 顶板预裂爆破可以及时切断 巷道顶板， 进而削弱支承压力的转移， 很大程度的优化了 巷道的应力环境， 这使得110工法能够适应下覆工作面采 动和近距离煤层开采的条件， 增加了开采的安全系数， 在 实际应用中具有可实施性。 参考文献 [1] 王国鑫.切顶卸压恒阻大变形锚索的受力及围岩变形模 式研究[J].内蒙古科技与经济,201715124-127. [2] 宋征.恒阻大变形锚索在盖州煤业110工法中的应用分 析[J].能源与节能,20177151-152,170. [3] 孙晓明,张勇,蔚保宁,等.无煤柱开采技术控制设计与应 用分析[J].煤炭技术,2017,3631-3. [4] 贾金虎.切顶卸压与恒阻大变形锚索支护技术研究[J]. 机械管理开发,2016,31239-41. 上接34页 凝土具有一定的离散性， 要通过科学合理的手段将离散性 控制在最小值。 可以说， 混凝土标准越高， 施工单位实际 管理水平越高、 标准差越小。 （2） 混凝土配比的控制。 混凝土配比要按照科学的合理的标准进行， 以施工实 际情况为基础， 进行配比工作。 要及时测定砂、 石的含水 量， 按照施工配合比进行换算。 在实际测量期间， 要以重 量为单位而非体积， 并检查原材料与设计用原材料是否吻 合， 根据提供方提供的材料进行检查。 这要求提供方提供 两份资料， 一份递交给试验室， 另一份递交给施工场地。 施工人员在收到材料时应与样本材料进行对比， 若来料与 样本存在误差应立刻向上级汇报， 并及时更改配合比。 （3） 强化材料管理能力。 混凝土施工中， 原材料的质量将直接影响混凝土的强 度与质量， 因此要求工作人员严格把好材料关， 控制原材 料的质量， 坚决禁止不合格材料进场。 在实际工作中， 要强 化自身质量意识， 对于不符合需求的原材料要及时上报， 为混凝土的质量奠定基础。 在进料工作中， 同种材料尽量选择材质相同、 相近的， 尽量避免因原材料变动而引发的混凝土配比变动， 提升对 混凝土质量变异性的控制能力。 在测定混凝土强度的工 作中， 多以28d为标准。 为简化施工以及保证质量， 多以7d 试块和同条件试块为试验标准， 测定混凝土强度以及其 未来发展的方向， 全面管控混凝土质量。 2.5 对一些关键施工责任制度进行完善 一个优质的土建工程， 离不开设计质量、 项目团队的 整体素质， 还有施工技术水平等都有着一定的联系。 除此 之外， 还必须有一套完善的施工过程中的责任制度。 只有 这样才能使施工过程中的每一个环节都能正常运行， 完 善的责任制度可以对施工的每一个环节进行严格的把关， 这样就相当于将每个环节的质量责任进行了分配。 一旦某 个环节出现问题， 就从负责这个环节的部门进行问责、 及 时纠偏， 使全员树立强烈的责任感， 最终达到对全过程的 动态控制管理。 3 结语 综上所述， 由于目前我国现在土建施工质量水平总体 还不够高， 而且相关的控制技术手段还具有一定的局限 性。 所以， 还需要对施工过程中的关键工序进行不断的优 化和改进， 从而达到建造质量最佳的效果。 其中包括不断 的引进新的机器和技术， 在操作过程中严格遵守施工的规 范要求， 不断地在实践中发现存在的问题， 并且及时地对 问题进行解决， 负责人员还应该在工作过程中， 不断地对 工作人员的积极性进行调动， 将施工过程中的相关责任制 度进行完善， 提高工作人员的责任感等， 通过对这些关键 工序的技术质量进行控制， 从而对最终建筑物的质量提 供保障。 参考文献 [1] 石雪源.论土建工程中的施工质量管理[J].科学技术创 新,20179200. [2] 郑华.建筑项目土建施工关键技术与质控方式研究[J]. 建材与装饰,2018531. [3] 王彦辉.浅谈建筑工程中几种关键土建施工技术[A]. 2018年9月建筑科技与管理学术交流会[C].