韩城矿业公司自主研发的沿空留巷无煤柱开采工艺，经过六年持续攻关，在三软多灾害煤层无煤柱开采创出特色，形成沿空留巷成套技术，取得明显综合效益。继推广泵送混凝土柔模支护沿空留巷技术、铝合金模板支护技术后，2016年试验切顶卸压沿空留巷技术取得成功，全年公司累计留巷1970米，提高了单进效率，缓解采掘接续，降低生产成本。实现无煤柱开采，提高煤炭资源回收率，每年产生间接效益1亿多元。

    问题导向倒逼自主研发

    韩城矿区地质条件复杂，施工单进低，矿井接续紧张，加之水患、瓦斯、煤层自燃等灾害严重，制约着矿井的安全生产。是在沉默中消亡还是在创新中崛起？公司领导班子首先达成共识，突出问题导向，依靠全面创新，解决制约发展的瓶颈问题，确保企业生存，推动转型发展。

    韩城矿业公司自建局以来，采煤工作面的布置一直采用传统采煤方法留煤柱开采。即一个工作面施工两条巷道，留一个煤柱。采用无煤柱开采技术，即1个工作面掘进1条巷道、不留设煤柱，突破传统采煤工艺，可以少掘一条巷道，实现无煤柱开采，是我国采矿技术变革的第三次探索。从2010年开始，韩城矿业公司尝试复杂地质条件下研究应用沿空留巷技术。科研人员经过反复论证、测试，探索不同复杂地质条件下留巷围岩变形规律，采用柔模支护、铝合金模版支护、切顶留巷支护等不同支护方式，分别在薄煤层、中厚煤层、放頂煤工作面、架棚巷道、高应力区巷道、坚硬顶板等六种类型试验不同方式的支护，研究了与之配套的充填施工工艺。通过在掘进、补强、巷旁区和临时支护区加大支护区强度，准确把握巷道围岩在不同地段、不同方位、不同时间的巷道受力，采取合适的支护，有效控制围岩变形，满足了无煤柱开采的抗地压支撑要求。科研人员经一次次在实践中不断总结，提炼出“四维控制应力分担”的理论，创立了“四位一体”沿空留巷围岩控制技术体系。公司副总刘效贤介绍：“公司组成课题小组，针对各阶段出现的不同问题，先后研发了沿空留巷快速充填工艺，发明了刚性模板充填、柔模充填和模箱充填等多种综合充填工艺体系，研制了干料运输、机械上料、快速卸料配套系统 ，研制出穿墙锚栓、防漏接顶罩、手拉单轨吊，研发了沿空留巷Y型通风工作面安全保障技术体系 ，消除了采煤工作面瓦斯积聚的重大隐患，为本煤层和邻近煤层的瓦斯治理提供了保证，建立了沿空留巷技术标准及管理规范体系。”

    持续攻关实现新的突破

    市场的寒冬使矿井面临生存的困难，韩城矿业公司推广泵送混凝土柔模支护沿空留巷技术，随后又把柔模支护更新为铝合金模板支护，对企业降本增效起到了积极作用。但在实际应用中，仍有个别巷道围岩变形超出预期，巷道支护和维护费用较高。“直接引进何满潮院士110工法切顶卸压自动成巷新技术、设备费用较高，降低成本和矿井生存的压力倒逼韩城矿业进行自力更生、自主研发。”韩城矿业公司董事长王世斌说。

    困难如山，挡在前面，翻不过去，就无法提高工效、降低成本。韩城矿业人不怕困难，也不蔑视困难，组织技术骨干开展研发攻关。2015年12月，公司董事长王世斌、总经理陈永民、总工程师刘新民及局矿科研人员外出学习先进技术，开阔思路，吸收先进理念。随后由公司科技副总刘效贤、生产技术部人员、象山矿井相关技术人员和区队长、放炮员组成科研项目课题小组，前往神东集团哈啦沟煤矿和四川达竹煤电公司金刚煤矿考察学习切顶卸压新技术，深入到井下现场取经学艺。最后公司决定在象山矿井试验该技术，科研小组通过学习提出具体实施方案，并不断在试验过程中修正完善实施方案，推进项目进展。

    面对无技术、无装备的状况，课题组成员加班加点研究技术方案与实施步骤，使项目在最短的时间开始井下试验，施工中首先利用锚索对巷道顶板加强支护，保证随后预裂顶板、切顶时不影响自动形成的巷道质量；其次利用锚杆钻机施工爆破钻孔，爆破预裂顶板，在顶板形成裂缝；再利用矿山压力实现沿空切顶，将顶板切落下来，切落的顶板形成巷帮，压实并隔断采空区，从而自动形成下一条回采巷道。通过收集数据，综合分析，根据不同的巷道受力，相应采取PVC管预裂爆破和普通锚索支护，简化施工工艺，降低支护成本。

切顶卸压沿空留巷技术试验从2016年1月21日开始在象山矿井3#煤21307工作面正式启动。象山矿井首先在工作面机尾支架掩护梁与混凝土墙体之间实施预裂爆破，考察切顶卸压效果；成功后在柔模墙处进行切顶卸压试验，考察去混凝土墙体切顶卸压效果。截止2016年3月底，共计留巷110米，试验后留巷切顶效果明显，切顶垮落充分，巷道顶底板移近量在设计允许范围之内，切顶卸压沿空留巷技术获得初步成功，全年采用该方法留巷1970米。

    面对施工中出现的打孔夹钻、装药困难、支柱钻底严重、采空区悬顶、局部巷道压力大等技术难题，公司领导及课题组成员多次深入井下现场分析问题原因，研究针对性的改进方案和措施，使巷道变形得到有效控制。象山矿井采掘副总钱万学介绍：“在项目实施过程中，为了节约成本，没有80万元专业钻机，施工人员采用价值几千元的锚杆钻机改进后进行施工，没有专业聚能管装****，他们从市场上买来一米8元的PVC管替代，经多次试验和不断改进，解决了打眼工艺难掌握和装药难的问题。”自主研发的成功，不仅节省了500万元的设计费，而且每台设备比专业设备节省70多万元。

   多年坚持形成韩局特色

   该公司科研人员经过六年的持续攻关，基本形成了具有韩城局特色的留巷技术，在沿空留巷围岩控制方面，总结出一套适应三软煤层的支护技术，针对破碎顶板、松软底板、淋水带、断层区采取针对性的支护措施，使巷道围岩得到有效控制。

   在施工工艺方面，通过泵送混凝土充填沿空留巷，形成机械化快速充填系统。自主研发了切顶卸压沿空留巷，形成具有韩城特色的施工工艺。

   在灾害治理方面，针对矿井瓦斯防治、煤层自燃发火、防治水等，形成不同条件的灾害防治体系。

    自力更生收获综合成效

    韩城矿业公司自力更生、自主研发的复杂地质条件下沿空留巷科研项目，实现无煤柱开采，一个工作面少掘一条巷道，改变通风方式，解决上隅角瓦斯积聚问题，避免了工作面应力集中，该技术大幅降低综采工作面生产成本，提高了资源回收率，综合成效显著。

    通过六年持续攻关，累计留巷2万多米，在沿空留巷方面取得3项实用新型专利研究成果，并获得陕西省科技进步二等奖、陕西省煤炭协会2015年科技进步特等奖。经鉴定：推广沿空留巷综合技术每年为韩城矿业节约费用1.5亿元以上。

    2016年原煤工效同比提高36%，成本同比下降64元/吨，公司同比减亏12.9亿元。未来，韩城矿业将不断完善和推广应用切顶卸压沿空留巷技术，在简化工艺、提高工效方面大胆尝试，将在不同煤层探索沿空留巷施工工艺，在6米巷高放顶煤工作面试验沿空留巷工艺，在象山矿井3#煤试验N00工法，通过不断的创新推进企业安全高效发展。（程仙芳）