何满潮院士：无煤柱自成巷110工法技术革新

发布时间:2024-02-11

何满潮院士：无煤柱自成巷110工法技术革新

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随着我国对能源安全和环境保护要求日益提升，无煤柱自成巷开采理论与110工法的研究和应用，正逐步引领我国煤矿行业的转型升级。该工法基于钱鸣高院士的“砌体梁”理论和宋振骐院士的“传递岩梁”理论，实现了切顶卸压碎胀充填平衡开采，有效解决了传统长壁留煤柱开采方式存在的资源浪费、巷道掘进量大及环境破坏等问题。何满潮院士深入解析110工法的创新原理、关键技术及其在复杂开采条件下的实际应用效果，并探讨其在综采放顶煤、高瓦斯煤层以及冲击地压等条件下如何实现灾害源头防控的有效性。

在煤炭作为我国战略支柱能源的地位不变的大背景下，传统的长壁开采方法由于大量留设煤柱导致资源利用率低下且易引发矿井灾害。为解决这一问题，何满潮院士团队提出并发展了无煤柱自成巷110工法，通过切顶短臂梁力学模型和平衡开采理论，科学揭示了切顶卸压碎胀充填机理，从而在回采过程中避免大面积煤柱的保留，大幅提高煤炭资源回收率。

无煤柱自成巷开采顶板岩层结构与受力示意图

110工法的核心技术创新体现在以下几个方面：

切顶卸压：通过对上覆岩层实施定向预裂切缝技术，精确控制顶板岩石应力释放，降低支护压力，确保工作面安全。

碎胀充填：充分利用围岩碎胀特性形成稳定的巷道结构，无需额外支护材料，节约成本并减少对地表的影响。

平衡开采：结合“砌体梁”与“传递岩梁”理论，合理设计下区段平巷位置，使得巷道布置在低应力区内，保障巷道稳定的同时避免对周边煤层造成损害。

无煤柱自成巷开采采矿工程模型

在实际应用中，110工法已在多种复杂地质条件下的煤矿取得了显著成效，如成功应用于综采放顶煤作业时，通过优化采空区管理，显著降低了煤层瓦斯聚集风险；在高瓦斯环境下，借助先进的监测预警系统和智能通风调控技术，有效抑制了瓦斯异常涌出，提高了安全生产水平；针对冲击地压敏感矿区，采用精细化动力学分析与智能调控手段，消除了潜在的冲击危险源，保证了开采过程的安全可控。

郭屯煤矿110工法实践

尽管110工法已经在灾害防控和资源高效利用方面取得突破，但未来仍需持续关注以下几个议题：

如何进一步完善和拓展110工法在更多不同地质条件和煤层特性的煤矿中的适用性？

在智能化、无人化采矿趋势下，如何将110工法与先进的物联网、大数据、人工智能等技术深度融合，实现更高级别的自动化开采？

面对愈发严格的环保政策和可持续发展目标，如何评估和优化110工法对矿山生态环境的影响，使其成为真正意义上的绿色开采技术？

通过上述深度解读和讨论，我们期待激发矿业领域同仁对110工法及相关核心技术进行更广泛而深入的研究与探索，共同推动中国煤炭工业向更高层次的绿色发展迈进。