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    无煤柱自成巷N00工法采留一体化装备与围岩控制关键设计

    时间:2023-02-27 22:40:04 来源:千叶帆 本文已影响

    王亚军,何满潮,王 琦,杨 军,王建文,刘 辉,陈 菲

    (1.北京科技大学 土木与资源工程学院,北京 100083;
    2.中国矿业大学(北京) 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,北京 100083;
    3.陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司,陕西 榆林 719300)

    18世纪初,英国什洛普郡煤矿首次出现井工长壁开采方法[1]。我国于20世纪30年代在山东省中兴煤矿开始试验[2]。历经300多年研究和实践,长壁开采理论、技术和装备体系已取得长足进展,并在我国各地矿井得到广泛应用。根据采煤工作面-成巷方式-煤柱留设的布局关系,常见的长壁开采方式可归为以下几种类型:

    (1)留大煤柱+双巷掘进型。该方法每个采煤工作面需配套掘进2条回采巷道,同时在相邻工作面之间留设一个10~20 m甚至更宽的护巷煤柱,利用煤柱来平衡矿山压力[3-4]。该方法多见于我国的陕北、内蒙古地区。

    (2)留小煤柱+双巷掘进型。采用该方法开采一个工作面同样需要配套掘进2条回采巷道,但煤柱宽度减小至5 m左右,可大幅提高煤炭采出率,节约大量煤炭资源[5]。

    (3)无煤柱+单巷掘进+充填留巷型。该方法又名沿空留巷,起源于20世纪30年代的苏联[6]。通过在采空区边缘充填混凝土[7]、高水材料等作为巷旁支护[8],利用充填体代替煤柱支撑顶板,可取消煤柱,提高资源采出率;
    同时将回采巷道在原位置保留下来供相邻工作面继续使用,每个工作面配套的回采巷道掘进量可减少50%,从而节约掘巷成本,并有利于缓解采掘接续问题。

    (4)无煤柱+单巷掘进+切顶留巷型。该方法又名切顶卸压自动成巷110工法(即每开采“1”个工作面,提前掘进“1”条巷道,留设“0”个煤柱)[9],由笔者研究团队提出并于2009年在川煤白皎煤矿首次试验成功[10]。不同于充填沿空留巷,该方法利用主动切顶扩大一定范围内的采空区顶板垮落高度,利用岩体碎胀特性自行充填采出空间从而实现留巷[11],无需留设煤柱和巷旁充填。

    (5)无煤柱+无巷掘进+采后成巷型。该方法又名无煤柱自成巷N00工法(即开采盘区内的“N”个工作面,提前掘进“0”条巷道,留设“0”个煤柱)[12],由笔者团队于2016年提出并在陕煤柠条塔煤矿成功应用。该方法改变了传统采掘分离布局模式,可实现采煤过程中同步成巷,无需提前掘进回采巷道,同时无需留设护巷煤柱[13],在提高资源采出率、降低巷道掘进量、消减煤柱引起的应力集中等方面具有一定优势[14]。

    相比其他几种开采方式,无煤柱自成巷N00工法形成了采掘布局、围岩控制和装备系统3个方面的创新设计。自2016年N00工法被提出以来,笔者团队针对N00工法关键技术、矿压显现规律等开展了大量研究和试验工作。

    在前期研究实践的基础上,笔者进一步从采掘布局、围岩控制、装备系统3个方面梳理了N00工法核心设计思路,明确了N00工法碎胀平衡降压+动静耦合支护围岩控制和采留一体化装备关键设计内容,相关设计在柠条塔煤矿取得成功应用。同时,根据现场工业性试验结果,指出了N00工法设计层面还需进一步攻关解决的关键问题,为N00工法设计研究提供了方向。

    无煤柱自成巷N00工法的核心设计理念在于突破传统长壁开采“采掘分离”式的布局模式,建立无煤柱自成巷“采留一体化”新模式,即利用系列关键技术和装备,实现采煤过程中在工作面后方同步形成回采巷道,从而大幅降低提前掘巷工程量和煤柱资源损失。N00工法采掘模式如图1所示。

    图1 N00工法采掘布局示意Fig.1 Layout of mining and excavation for N00 mining method

    为了实现上述目标,笔者研究团队提出了分阶段1G~5G N00工法研究规划[12]。其中,1G N00工法实现工作面采后单侧形成1条巷道,可解决采盘区内除首采工作面外的接续工作面提前掘巷和煤柱留设问题,首采工作面开采还需提前掘进采盘区边界巷道。2G N00工法能够实现工作面采后双侧形成2条巷道,可进一步解决边界巷道掘进问题。3G N00工法实现采后形成开拓大巷,可进一步降低整个矿井掘巷量和煤柱损失,简化矿井生产系统。4G~5G N00工法将利用简化后的矿井系统,最终形成全矿井智能化生产体系。本文研究内容主要针对1G N00工法。对于全新盘区,首采工作面开采前,首先掘进采盘区四周边界开巷道(包括边界运输巷、边界回风巷和边界开切眼)圈定开采范围,形成外围运输和通风系统。首采工作面开采时,边界运输巷作为首采工作面运输巷,同时采用N00工法在采煤过程中同步形成回风巷,新鲜风流从轨道/运输大巷经边界运输巷流入工作面,污风经工作面流入回风巷,经边界回风巷流入回风大巷,工作面区域形成“Z”型通风系统。接续面开采时,上一工作面留下的回风巷作为本工作面运输巷使用,并在采煤过程中采用N00工法继续形成本工作面的回风巷。以此类推,直至采盘区内的“N”个工作面全部开采完毕。

    2.1 碎胀平衡降压+动静耦合支护设计思路

    根据无煤柱自成巷N00工法的目标与原理,研究团队设计了N00工法工艺体系[12],核心在于利用采煤系统直接割出巷道所需空间,同时利用定向精准切顶降压、全断面高预应力补偿支护、动压承载临时支护和挡矸防冲支护等系列关键技术将该空间保留下来形成巷道,如图2所示。

    图2 N00工法成巷过程Fig.2 Process of entry formation in N00 mining method

    定向精准切顶的作用为:① 切落顶板部分岩体作为巷帮,同时切断采空区顶板和巷道顶板之间的传力路径,避免采空区岩体垮落对巷道顶板造成破坏,使巷道上方顶板形成短臂梁结构并保持稳定;
    ② 利用切落岩体自身碎胀特性形成对高位顶板的有效支撑,减小高位顶板断裂岩梁回转下沉变形,充分发挥岩梁结构本身承载作用,保证巷道整体稳定。所谓精准是指通过精确的切顶设计和有效的切顶质量,控制垮落岩体碎胀体积在一定范围内满足如下平衡方程:

    ΔVB=ΔVm=(K-1)HcS

    (1)

    式中,ΔVB为垮落岩体碎胀体积;
    ΔVm为煤层采空体积;
    K为垮落岩体碎胀系数;
    Hc为定向切顶高度;
    S为切顶影响垮落面积。

    在切缝效果得到保证的情况下,垮落岩体能够充满采出空间并对切缝上方的高位顶板发挥承载作用,从而减缓切缝上方高位顶板运动,降低周期性矿山压力[15]。在保证高位顶板结构稳定的基础上,全断面高预应力锚索补偿支护的作用是将巷道上方的短臂梁顶板与高位顶板紧密锚固形成整体,当垮落岩体被压实后,高位顶板在矸石和煤体的共同支撑作用下形成新的平衡,短臂梁顶板也将在锚索支护的作用下保持稳定[16]。

    另外,在高位顶板岩梁断裂和运动过程中,巷道仍会受到一定的动压影响,为了保证巷道稳定,需在此过程中施加动压承载临时支护,防止动压期间短臂梁顶板被挤压破坏,待顶板运动结束以后方可撤除。同时,采空区垮落岩体也将在挡矸防冲支护的控制下有序垮落堆积,最终形成巷道。

    综上,N00工法围岩控制不仅要考虑短臂梁顶板、高位顶板、矸石巷帮等围岩结构在空间上整体稳定,还要保证各结构在巷道形成、采空区岩体垮落、高位顶板运动等全过程中保持稳定。基于此,笔者提出“碎胀平衡降压+动静耦合支护”围岩控制设计思路,实现将采煤系统割出的部分空间保留下来形成巷道,并为其创造一个相对稳定的低应力环境,包括3个控制对象、4种控制技术、8项设计标准。总体设计思路如图3所示。

    2.2 定向精准切顶降压设计

    根据已有研究,切缝上方的顶板岩梁结构是上覆岩层压力的主要承载体[17],其承载能力及运动状态直接影响到下方巷道的稳定[18]。一般情况下,煤层采出后,切缝高度范围内的顶板自下而上逐层垮落。由于顶板切缝高度和效果不同,顶板结构可能呈现的状态如图4所示。

    图4 不同切顶状态顶板结构示意Fig.4 Roof structure with different roof cutting condition

    若切顶高度设计合理且切顶效果良好,垮落岩体碎胀后恰好充满采空区,高位顶板一旦下沉便与之接触,随后不断将其压实直至稳定,形成如图4(a)所示的平衡结构。整个过程中,巷道围岩会在岩块B下沉挤压作用下逐渐产生变形,但由于岩块始终处于碎胀岩体支撑状态,巷道内并不会产生过于剧烈的突发性矿压显现;
    采空区岩体压实后,断裂岩块B在煤体、采空区岩体以及相邻岩块A,C的共同作用下形成稳定结构。

    若切顶高度不足或切顶效果不佳,切顶高度范围内的顶板岩体全部垮落后仍无法充满采空区,垮落岩体与高位顶板之间存在一定空隙,如图4(b)所示。当岩块B产生断裂以后,由于其采空区侧的端头缺乏支撑,岩梁将产生快速旋转下沉,导致巷道内产生激增性矿压显现,直至岩块B的一端触矸以后,巷道矿压显现才会逐渐缓和。该状态下,岩梁B的旋转角度通常较大,其下方的巷道围岩受挤压变形更加明显。

    因此,能否实现精准切顶,利用切落岩体对切缝上方岩梁形成有效承载结构,是N00工法成巷稳定性控制最为关键的环节。核心设计内容包括:

    (1)切顶高度设计。通过合理的切顶高度设计,使切顶范围内顶板岩体垮落后恰好充满采空区,形成对上方岩层的承载结构,消除垮落矸石和未垮顶板之间的空隙,减缓顶板岩梁旋转下沉,促使其尽快形成新的平衡。

    (2)切顶角度设计。切顶角度的设计需满足一定“剪滑准则”[19],实现有效消减水平应力传递,使采空区侧的岩梁沿切顶面发生滑落而不对巷道顶板造成影响,实际应用设计通常为10°~20°。

    (3)切顶质量设计。一是确保顶板切缝的连通率达到80%以上,防止采空区岩体垮落时因顶板未彻底切断而影响巷道稳定;
    二是确保切顶裂缝按照设计方向(巷道走向)发育,避免短臂梁顶板受到损伤。根据顶板岩性变化,实施过程中还需结合岩性变化和裂缝率监测结果及时动态调整切顶参数。

    2.3 全断面高预应力补偿支护设计

    图5 高预应力补偿支护原理Fig.5 Principle of high prestressed and energy absorption cable

    不难看出,围岩变形运动前期,锚索支护主要发挥应力补偿作用,即通过施加高预应力促使围岩尽快恢复三向应力平衡状态;
    围岩变形运动后期,锚索支护主要发挥悬吊作用,即利用锚索的高强支护力使短臂梁顶板与上方稳定顶板紧密锚固,从而保证巷道稳定。其核心设计内容包括:

    (1)高预应力设计。巷道空间开挖以后,围岩中的原始应力平衡状态被破坏,围岩内部应力重新分布,从巷道表面向里部分岩体产生塑性变形,围岩自身承载性能显著降低[22]。因此,在围岩尚未发生大范围塑性破坏前完成支护并施加高预应力,最大程度补偿巷道自由面径向应力丧失,是防止围岩破坏的关键之一。

    (2)支护强度设计。将短臂梁结构锚固在上方稳定岩层,是锚索支护要发挥的重要长期作用。锚索支护强度设计应满足使短臂梁结构保持静力平衡的力学条件,即在高位顶板结构不再运动的情况下,锚索支护力与实体煤帮支撑力、短臂梁自身重力共同作用,能够保持短臂梁结构处于应力平衡状态。

    2.4 动压承载临时支护设计

    无煤柱自成巷N00工法形成的巷道位于采空区边缘,受采空区垮落以及高位顶板断裂岩梁回转运动影响,成巷初期巷道通常表现出较明显的动压显现[23]。若不能在此期间对顶板变形进行有效控制,将导致围岩被挤压破坏,不利于巷道稳定。因此,采用N00工法开采时,在高预应力补偿支护的基础上,还应采用动压承载临时支护技术对动压影响期间的巷道进行临时承载支护,以防止巷道短臂梁顶板受高位顶板运动挤压影响产生剧烈变形甚至失稳。动压承载临时支护与高预应力补偿支护相辅相成、协同作用,能够大幅度提高围岩的自身稳定性。基于该设计思路,笔者团队设计了N00动压承载临时支护装置,如图6所示。

    动压承载临时支护的关键作用是在切缝上方岩梁断裂运动过程中为短臂梁顶板提供强支撑力,避免其在高位岩梁挤压作用下产生塑性破坏或断裂,因此动压承载支护装置需设计有高初撑力、快速增阻的特性,能够在成巷初期动压影响阶段对短臂梁顶板起到“限定变形”支护作用。同时,由于高位岩梁对巷道顶板和支护结构产生的是“给定变形”,巷内支护通常无法完全阻止该变形[24]。

    图6 动压承载临时支护装置Fig.6 Temporary support device for dynamic pressure

    为了避免支护结构破坏,动压承载支护装置还必须具有良好的让压可缩功能,以适应顶板“给定变形”。

    2.5 矸石帮挡矸防冲组合支护设计

    传统巷道围岩通常由岩体、煤体或充填体等实体结构组成。而N00工法形成的巷道一侧为散体矸石巷帮,矸石巷帮不同于普通实体巷帮,其围岩成分是由采空区垮落的岩体组成,岩体之间并非紧密排列,而是存在众多空隙,传统的锚杆/锚索支护方式无法适用。因此,根据N00工法工艺特点和矸石巷帮结构特性,研究团队提出矸石巷帮挡矸防冲组合支护技术设计思路,即利用“防冲+挡矸”组合支护结构,抵抗采空区垮落矸石运动过程中的冲击载荷和静压作用下的鼓出变形,控制矸石沿挡矸结构设计位置有序堆积形成稳定的矸石巷帮,其原理如图7所示。

    图7 矸石巷帮挡矸防冲支护Fig.7 Gangue support with anti-impact function

    其中,防冲结构主要包括“挡矸防冲支架+防冲护板”,防冲护板连接于防冲支架尾部,随工作面采煤不断前移,主要在采空区岩体垮落期间起临时防冲击作用。挡矸结构为长期支护结构,通常由U型钢、工字钢、金属网等组成,其主要作用是控制垮落岩体在矿压作用下的挤压鼓出变形。

    3.1 采留一体化装备布局设计思路

    无煤柱自成巷N00工法取消了回采巷道掘进系统,利用工作面采煤同步形成巷道,这对传统采煤装备提出新的要求。为了实现上述目标,研究团队研发了N00工法采留一体化装备系统,突破了传统采掘分离式的装备布局,形成了N00工法采留一体化装备布局新模式,如图8所示。

    图8 N00工法装备系统组成Fig.8 Equipment system for N00 mining method

    N00工法采留一体化装备系统由N00采煤装备系统和N00成巷装备系统组成。其中,N00采煤装备系统的设计目标在于利用N00采煤机、N00刮板输送机和N00支架系统之间的协同配套,实现工作面前方无掘巷条件下采煤,并在采煤过程中形成巷道所需空间。N00成巷装备系统的设计目标在于利用N00架钻一体化支护装备,为高预应力补偿支护、定向精准切顶、动压承载支护和挡矸防冲支护提供采煤同步成巷的作业平台,通过N00采煤装备系统与成巷装备系统协同控制,实现工作面采后成巷,最终实现无煤柱自成巷的采留一体化开采模式,N00工法装备系统的总体设计思路如图9所示。

    图9 N00工法装备系统总体设计思路Fig.9 Design idea for equipment system in N00 mining method

    3.2 N00工法采煤装备系统设计

    为了使采煤机能够割出巷道空间,需对传统采煤机、刮板输送机和部分液压支架进行功能改造和配套新设计,关键设计内容包括:① 通过刮板输送机齿轨超前变线和远距离增限设计,增大采煤机向外运行距离,使采煤机滚筒能够超越刮板输送机端头进行割煤。② 调整刮板输送机端头起坡结构,降低动力部高度,使采煤机滚筒在截割巷道时,增大摇臂下摆空间,保证滚筒具有充足卧底量。③ 为了将端头割下的煤运出,在刮板输送机端头装配可伸缩弧形挡煤装置和铲煤装置,使大部分落煤沿挡煤疏煤装置直接滑落至刮板输送机溜槽中,遗留的煤可在刮板输送机前移时,利用铲煤装置铲至溜槽中,最后由刮板输送机运出。④ 配套设计挡矸防冲支架系统,支架后方连接挡矸防冲结构,控制矸石垮落冲击动压,保证成巷三角区稳定,如图10所示。

    图10 N00工法采煤装备系统Fig.10 Mining equipment system for N00 mining method

    3.3 N00工法成巷装备系统设计

    为了将采煤机割出的巷道空间保留下来,研究团队配套设计了N00成巷装备系统,包括N00定向切顶钻机、N00高预应力锚索钻机、N00动压承载临时支护装置和N00架钻一体支护装备,实现了工作面采后成巷。关键设计内容包括:① N00定向切顶钻机具有多孔同时钻进、多方位立体动态调整等功能,能够确保多孔同面,实现定向精准切顶;
    ② N00高预应力锚索钻机具有钻-扩-装-锚一体化、三维自适应孔位调节等特征,并配备高预应力张拉装置,确保锚索预应力和孔位精准,实现高预应力及时主动支护控制顶板;
    ③ N00动压承载临时支护装置具有高工阻、快增阻、自适应让压等特征,初期对直接顶发挥“限定变形”支护作用,后期在基本顶“给定变形”作用下具备让压功能,实现动压影响期间巷道稳定性控制;
    ④ N00架钻一体支护装备具有自动铺网、采煤同步精准调位等功能,能够为成巷装备提供与采煤同步的调控平台,控制采煤装备和成巷装备间的协同联动,最终实现采煤同步成巷,如图11所示。

    图11 N00工法成巷装备系统Fig.11 Roadway forming equipment system for N00 mining method

    4.1 工程地质条件

    无煤柱自成巷N00工法在陕煤柠条塔煤矿进行了首次工程应用,工作面和巷道布置如图12所示。图12中S1201-II工作面为留巷试验工作面,工作面倾向长度280 m,走向长度2 344 m,煤厚平均4.11 m,埋深115~170 m[6]。S12013工作面为留巷复用验证工作面,工作面倾向长度333 m,走向长度1 784 m。工作面附近钻孔柱状如图13所示。

    图12 试验工作面概况Fig.12 General situation of test mining face

    图13 工作面附近钻孔柱状Fig.13 Drill columns near the test mining face

    4.2 试验参数设计

    (1)定向切顶参数设计。根据切顶高度范围内岩体垮落碎胀后能够完全充填采出空间的原则,理论切顶高度可根据式(2)[25]计算:

    Hc=Hm/(K-1)

    (2)

    其中,Hm为留巷附近的采高,取3.75 m;
    根据地质勘探报告K取1.43。经计算,可求得最佳理论切顶高度Hc=8.72 m,切顶角度设计为向采空区侧倾斜10°,切顶深度为9.0 m。

    (2)顶板锚索支护设计。巷道顶板采用全断面高预应力锚索进行支护,根据研究团队提出的设计方法[25],每排布置5根直径21.8 mm的高预应力锚索,锚索排距设计为0.8 m(采煤步距),锚索预紧力设计为280 kN,锚索设计长度为10.5 m。实体煤帮采用“玻璃钢锚杆+8号铅丝网”进行支护,锚杆长度1.6 m,直径18 mm,间排距1 200 mm×800 mm。支护断面如图14所示。

    图14 巷道支护设计断面Fig.14 Front view of roadway support design

    (3)动压承载临时支护设计。本次试验设计的动压承载临时支护装置工作阻力为4 000 kN,长1 950 mm,宽1 200 mm,两架中心距2.4 m,根据矿压影响范围设计布置在工作面后方0~160 m区域[26],如图15所示。当巷道围岩趋于稳定后,再间隔性地将其回撤。

    图15 巷道支护设计平面Fig.15 Plan view of roadway support design

    (4)挡矸防冲支护设计。采用“防冲+挡矸”组合结构进行挡矸支护,防冲结构包括“防冲支架+防冲护板”,挡矸结构包括“U型钢+金属网”。U型钢间距为600 mm,U型钢竖直布置,并使用铁丝将其与金属网连接固定。安装完成后利用动压承载支护装置自带的挡矸横梁抵紧U型钢,布置方式如图16所示。

    图16 巷道支护设计侧视图Fig.16 Side view of roadway support design

    4.3 试验结果

    柠条塔煤矿N00工法试验工作面(S1201-II)于2019年1月完成了推采、留巷,累计留巷长度2 344 m,最大单日推进度11.9 m。2019年11月,N00工法留巷验证工作面(S12013)完成推采,最大单日推进度15.8 m。试验工作面N00工法的实施,

    共计节约掘巷工程量4 128 m,多采出煤柱资源28万t,取得了良好的经济社会效益。

    试验过程中,整个留巷范围内每隔10 m布置一个顶底板移近量监测点,现场效果如图17所示。图17(a)为精准切顶现场应用效果,图17(b)为全断面高预应力锚索支护应用效果,图17(c)为动压承载临时支护应用效果,图17(d)为顶底板移近量监测结果。根据监测数据,留巷范围内顶底板移近量最大为145 mm,平均为116 mm,围岩控制效果良好,完全满足安全生产要求。

    图17 现场应用效果Fig.17 Effect of field application

    4.4 N00工法面临新挑战

    无煤柱自成巷N00工法工业性试验结果表明,该方法可成功实现在不提前掘进回采巷道的情况下完成采煤,并利用相应降压和支护技术在工作面采煤过程中同步形成巷道,从而取消回采巷道掘进,取消煤柱留设。本次试验较好地验证了N00工法的可行性,为节约煤炭资源、降低开采成本提供了一条新路径。同时通过试验发现,N00工法作为新的开采方法探索,在解决传统开采固有问题的同时也会迎来新的挑战。为了提高新工法的适用性,以下关键设计问题仍需进一步研究攻关:

    (1)超前探测地质保障系统设计。煤层地质条件复杂多变,取消提前掘巷,意味着无法通过巷道掘进超前进行地质勘探,需进一步配套设计随采地质勘探技术和装备,以便及时掌握地质状况并随时调整开采方案。

    (2)一通三防安全保障系统设计。① 工作面采用“Z”型通风系统,工作面和回风巷夹角区域为易漏风区。对于煤厚不稳定遗煤多且易自燃的煤层条件,需进一步配套研究采空区快速封闭和自然发火防治技术设计。② 采煤过程中形成的巷道通常作为回风巷使用,导致留巷作业环境中存在大量煤尘,需进一步完善工作面降尘设计或优化通风方式,降低作业环境中的粉尘含量。

    (3)机械化和智能化装备设计。① 试验期间顶板定向切缝主要以爆破方式为主,火工品用量大,易导致生产受限;
    同时长远来看,爆破工艺复杂,难以实现自动化,需进一步研发设计机械化物理切顶技术和配套装备。② 工作面机尾端头区域需完成采煤、切顶、支护、挡矸等多项工序,作业设备多、人员密度大,不利于作业效率的提升,需进一步提高各装备智能化程度,减少集中作业人员数量。

    (4)复杂工程地质条件适用性。① 对于比较薄的煤层条件,工作面采高通常小于巷道高度,采煤机成巷过程中需截割大量岩石,影响采煤机寿命,还需进一步研发设计适应薄煤层条件的采留一体化装备系统。② 根据N00工法实践,该工法目前最佳适用条件为工程地质和水文地质条件相对简单、煤层赋存稳定、煤层自然发火期短的矿井,最佳适用采高为4.0 m以下,下步还需进一步开展复杂条件下N00工法关键技术装备攻关和实践应用。

    (1)无煤柱自成巷N00工法的核心设计理念在于突破传统长壁开采“采掘分离”式的布局模式,建立无煤柱自成巷“采留一体化”新模式,利用系列关键技术和配套装备,实现采煤过程中同步形成巷道,减少掘巷工程量和煤柱资源损失。

    (2)无煤柱自成巷N00工法采留一体化装备系统由N00采煤装备系统和N00成巷装备系统组成。前者实现工作面前无巷采煤,后者实现工作面采后同步成巷,通过两系统间的协同配套,可实现无煤柱无掘巷的采留一体化开采模式。

    (3)无煤柱自成巷N00工法利用“碎胀平衡降压+动静耦合支护”围岩控制设计方法,能够实现将采煤系统割出的部分空间保留下来形成巷道,并为其创造一个相对稳定的低应力环境,保证N00工法开采条件下的安全生产。

    (4)无煤柱自成巷N00在柠条塔煤矿的成功应用,验证了N00工法和成套装备的可行性,为提高矿井采出率、节约煤炭资源、减少巷道掘进、降低开采成本以及缓解采掘接续问题提供了新途径。

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