110工法在近距离煤层中的应用

闵杰

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：1674-098X（2020）05（a）-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;三是減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

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