110工法在近距離煤層中的應用

閔杰

摘 ? 要：110工法是目前煤炭行業中最具有應用前景的技術之一，它不僅可以大幅度的降低開采工作面的挖掘成本，而且能夠提高資源的利用率。它的主要技術原理是通過頂板定向預裂切縫，利用頂板的巖層壓力，形成切頂御壓自動成巷道，使得回采一個工作面、只需掘進一個順槽巷道、另一個順槽巷道自動形成，這一開采技術真正實現無煤柱開采和Y型通風巷道的形成，降低巷道周期性的壓力，加強了施工的安全和經濟效益。本文針對110工法在近距離煤層中的應用進行討論。

關鍵詞：110工法 ?近距離煤層 ?無煤柱開采

中圖分類號：TD823 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）05（a）-0035-02

近距離煤層的開采會使下層巷道因受到壓力而產生圍巖破碎或者變形的破壞，并且隨著礦井開采年限和開采深度的增加，瓦斯、水害、壓力等復雜情況越來越多，使得采掘接替更加緊張，安全管理的難度與日俱增。為有效解決以上難題，在煤層的開采中可以引入最新采煤技術 “110工法”，來解決礦井生產接替緊張局面，實現單翼采區工作面無煤柱連續開采。但是110工法有其特定的適應條件，本文以它的適應條件為基礎，研究近距離煤層切頂卸壓技術的應用。

1 ?與傳統開采技術相比110工法的可行性

“110工法”即切頂卸壓沿空自留成巷無煤柱開采新技術，110是指一條巷道、一個工作面、零個煤柱。該工法是由中科院院士中國礦業大學何滿潮在2009年提出的。它的主要技術原理是通過頂板定向預裂切縫，通過切斷部分頂板的礦山壓力傳遞，利用頂板巖層壓力，形成切頂御壓自動成巷道，實現無煤柱開采技術的應用，使得回采一個工作面、只需掘進一個順槽巷道、另一個順槽巷道自動形成，真正實現無煤柱開采。這一工法成功地將工作面由“跳采”轉變為連續開采，實現了Y型通風巷道，降低巷道周期性的壓力，加強了施工的安全和經濟效益。與傳統采煤技術相比“110工法”一是切斷了“砌體梁”或“傳力巖梁”的壓力傳遞，成功轉化為“切頂短臂梁”;二是改變和優化了經典的圍壓分布規律;三是減少了順槽巷道掘進量50%（煤礦萬噸掘進率減少50%）;四是利用礦壓和圍巖運動，自動成巷，實現無煤柱開采;五是緩解了工作面接續緊張;六是老頂破斷引起的周期性壓力減緩或消失;七是由于切縫采動期間超前壓力大幅度減小;八是圍巖變形量，底臌量大大減小， 維修量大大減小;九是臨空巖柱壓力小和圍巖完整性好;十是消除了采空區瓦斯的威脅，降低了防滅火的難度。

“110工法”將頂板設計位置切落，阻斷了頂板的應力傳遞，避免了回采動壓對采空區煤體的影響，維護了煤體的完整性。新形成的巷道，解除了高應力環境的威脅，使得巷道變形量減小，易于維護，對于底鼓的治理效果顯著。“110工法”關鍵技術的主要工序是恒阻大變形錨索的安裝、頂板預裂爆破鉆孔及頂板預裂爆破，均為超前施工，且可以平行作業，不影響回采速度，能夠實現高效回采，工作面回采之后的擋矸處理也非常簡單。“110工法”工藝流程簡單，并沒有改變現有的技術使用的工具，也沒有改變現有的采煤工藝，相比傳統的留巷方法，施工速度快，工藝簡單，工人勞動強度低。采用“110工法”每留巷 1000m，每面大約可多產近5萬t煤，由此帶來的經濟效益無疑是非常可觀的。因此，110工法的應用相對于傳統工法來說更具有優勢和可行性。

2 ?110工法應用的原理及地質條件

2.1 應用原理

110工法的關鍵便在于“拉得住、切得開、下得來、護得住”，要求恒阻錨索能拉得住上覆巖層基本頂。尤其是施工時要從多方面考慮。要考慮留巷體會不會漏風，有害氣體會不會殘留。在工法的實施中首先利用恒阻錨索對巷道頂板加強支護，以保證隨后預裂頂板、切頂時不影響自動形成的巷道質量（如圖1所示）;再利用切縫鉆機施工爆破鉆孔，在頂板形成裂縫;最后通過壓力在采場周期來壓時沿著頂板的縫隙實現沿空切頂，形成巷幫，再借助巖石碎脹系數使巖石破碎后的體積增大為原來的1.3倍，壓實并隔斷采空區，從而自動形成下一條回采巷道。

2.2 應用地質條件

110工法應用前應收集采區地質、水文地質、致災因素和開采技術等資料。110工法的實施應根據自成巷條件和特點，確定專項施工技術、工藝、方法和材料。

所以應用110工法時應注意以下幾點：110工法實施工作面煤層厚度不大于4m;110工法實施工作面煤層傾角不大于25°;110工法實施工作面埋深不大于1000m;110工法實施工作面頂板不受強含水層威脅。另外，110工法應采用以下主要技術：頂板定向預裂爆破技術、恒阻大變形錨索支護技術、擋矸支護技術和遠程實時自動監測技術。

3 ?工法的應用效果

恒阻錨索支護的應用不會對正常的工作面生產造成影響，也不需要增加礦井生產，110工法是對傳統的充填沿空留巷技術的重要革新。110工法不僅可以重復利用一萬多噸的煤炭資源，降低了施工成本，而且為我國煤炭產業帶來了高額的經濟效益，能夠充分緩解礦井生產的壓力，同時還能改善施工環境，提高施工安全系數。

4 ?結語

“110工法”作為最新的采煤技術，可以有效解決礦井生產的緊張局面，提高了煤層頂板的整體性，可以防止巷道頂板發生離層。與此同時，頂板預裂爆破可以及時切斷巷道頂板，進而削弱支承壓力的轉移，很大程度的優化了巷道的應力環境，這使得110工法能夠適應下覆工作面采動和近距離煤層開采的條件，增加了開采的安全系數，在實際應用中具有可實施性。

參考文獻

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