山西省人民政府

  6月24日，山西焦煤华晋焦煤沙曲二矿4903综采工作面机声隆隆，一架架液压支架正极速向前推进。随着采煤机的旋转截割，滚滚“乌金”倾泻而下，搭载运输皮带驶向井口。“‘110工法’让‘中国瑰宝’实现了颗粒归仓。”该矿党委书记、矿长樊纲介绍，“多亏了‘110工法’！近5年来，矿井采区回采率提升了12%，万吨掘进率从47.5%降低到33.7%。”近年来，无煤柱沿空留巷“110工法”技术在华晋焦煤大放异彩，不仅突破高瓦斯地质局限成功应用，还陆续攻克了不同厚度煤层、近距离煤层群等，大幅释放矿井产能，技术水平在行业内遥遥领先。

  产量小、浪费多、效率低……提及以往沙曲煤田生产状况，华晋焦煤总工程师贾永森感慨颇深。“中国瑰宝”优质炼焦煤资源，却因低效采掘导致矿井年产能远不能达到年度任务目标。如此局面，根源在于华晋焦煤生产频频受阻。沙曲煤田地质条件复杂。据介绍，该煤田瓦斯绝对涌出量高达510立方米/分钟，煤与瓦斯突出的地质局限为采掘作业带来极大困难。优质炼焦煤资源稀缺如珍宝，如何破局，才能把资源精采细采出来？华晋焦煤将目光锁定在“110工法”先进采煤技术上。“‘110工法’是指回采1个工作面，只需掘进1条顺槽巷道，保留0个煤柱。这一技术可以减少巷道掘进，最大化回收煤柱。”沙曲二矿生产副总兼生产技术部部长李斌说。该工法一旦在华晋焦煤成功应用，便能有效解决矿井长期面临的安全开采、资源回收和开采成本三个突出瓶颈问题。“110工法”优先适用于顶板好、瓦斯低、中厚煤层及以下的矿井。如何将“110工法”嫁接于煤与瓦斯突出矿井，实现产能跨越成为当务之急。经过大量前期论证研究后，2019年，华晋焦煤组建起一支技术团队，选定沙曲二矿3402工作面作为试验田展开攻关。调和“110工法”与瓦斯间的矛盾，是“110工法”实现落地的第一步。华晋焦煤超前开展区域瓦斯综合治理，采用高分子材料封堵采空区及瓦斯抽采技术，将短距离普钻施工的裂隙钻孔变为长距离定向钻孔，使得“110工法”得以顺利推进。同时，技术团队打开思路、突破技术壁垒，在煤层中采取注氮或灌注两相泡沫，阻断遗煤自燃发火渠道，收到了瓦斯与火协同治理的效果。接连引进恒阻大变形锚索支护、双向聚能定向张拉爆破、采空区挡矸支护等关键技术，“110工法”最终在煤与瓦斯突出矿井中成功落地。2019年，华晋焦煤实现煤与瓦斯突出矿井“110工法”应用，实现当年创效1315.1万元。

  截至5月14日，在“110工法”技术的加持下，华晋焦煤吉宁矿6米大采高2210工作面已顺利回采220米，预计将成功回收16万吨资源，创收1.3亿元。这是该矿继2109、2201工作面后，第3个实现“110工法”开采的厚煤层6米大采高工作面。早在2020年初，华晋焦煤初尝高瓦斯矿井“110工法”释放的技术红利后，信心倍增，便一鼓作气投入到厚煤层的“110工法”技术攻关中。煤层厚意味着在切顶、护帮、挡矸、爆破等方面的技术需要进一步升级优化。大采高需要更长的恒阻锚索护顶，就展开理论论证和力学模拟；切缝孔的深度需达到薄煤层厚度的2倍，就针对切缝工艺展开攻关；爆破时每孔装药量需要原来的近4倍，就找准爆破角度和深度，反复论证，提供充足的理论支撑……一年时间里，技术团队瞄准每一个环节，见招拆招、步步为营，请进专家、外出调研，引进高新设备强力推进。他们还自主研发了矿用切顶留巷U型钢举升平台、单元支架防侧压配套装置等装备，解决了巷道侧压大等关键性难题。完备的技术创新生态体系，使华晋焦煤持续突破技术短板，一步步将蓝图变为现实。2021年，华晋焦煤将试验点定在沙曲一矿4.2米厚煤层4502首采工作面，与此同时，技术团队持续为技术加码，尝试将保留1条巷道变为2条巷道。2021年1月，沙曲一矿4502工作面顺利实现双留巷无煤柱开采，标志着华晋焦煤“110工法”成功攻克4米高厚煤层，为进一步进军6米大采高厚煤层奠定了基础。此后一年里，华晋焦煤趁热打铁，瞄准6米大采高厚煤层继续攻关。2022年5月，随着吉宁矿2109工作面的回采收官，“110工法”成功解锁薄煤层、中厚煤层到厚煤层，收获极大成功。

  华晋焦煤资源难采，除了受制于高瓦斯，地处极近距离煤层群的地质构造也是重要原因之一。据统计，华晋焦煤沙曲矿区极近距离采空区下煤层资源，占总资源储量的40%。拿下极近距离煤层群采掘这一难关，对华晋焦煤乃至集团公司来说，是里程碑式的技术突破。“开采极近距离煤层之难，在无关键层、顶板易碎、不容易卸压，如何分解顶板应力传递，实现自动留设回采巷道是关键。理论上讲，‘110工法’无法满足这一特殊条件下的沿空留巷需求。”贾永森说。怎么办？华晋焦煤技术团队迎难而上，联合国家重点实验室、中国矿业大学、太原理工大学，以沙曲二矿5302工作面为试点，一月召开一次现场办公会，一旬召开一次分析推进会；加大研发费用，将各项先进要素向“110工法”攻关组聚集。步步攻关下，破解思路浮出水面。应用注浆锚索加固顶板，利用单元支架增加被动支护强度，确保近距离煤层顶板拉得住；选取切顶碎胀双拱结构、切顶短臂梁、顶板定向密集孔切缝方式，实现破碎顶板切顶卸压；建立工作面煤火在线实时监测系统和自燃发火防控技术系统，针对不同区域不同时期采用喷洒阻化剂、注氮、两相泡沫灌注等不同防灭火措施，保证煤火防得住……2022年9月，极近距离煤层群5#煤层开采的无煤柱自成巷“110工法”关键技术正式应用。至此，华晋焦煤近距离煤层群的精采细采难题得到解决。2022年底，该技术荣获2022年度绿色矿山科学技术一等奖。截至目前，华晋焦煤成套“110工法”已在5座矿井27个工作面成功应用，覆盖面达90%以上。与此同时，新一轮的“110工法”技术攻坚仍在进行……持续升级“110工法”先进工艺，推动煤炭传统产业加速发展新质生产力，华晋焦煤一直在路上。