不久前，从四川省煤炭产业集团第四次科技大会上传来喜讯，达竹煤电公司铁山南煤矿的倾斜煤层无人工巷旁充填无煤柱开采技术被评为集团2014年度科技成果一等奖。该技术同时还获得了四川省科技进步二等奖。
铁山南煤矿总工程师范天安激动地对笔者说：“这是工程技术人员连续7年坚持不懈的结果。”
留煤柱开采带来一系列问题
倾斜煤层留煤柱开采，一直是全国尤其是西南地区煤矿顶板和煤与瓦斯事故突发的主要原因之一。
在此之前，铁山南煤矿一直采用传统的煤炭开采工艺，终因顶底板控制难度大、安全无保障、煤炭回采率低，导致很多工作面中止了煤炭开采。
“以前的采煤工艺都是留煤柱开采，这种开采方法在煤柱区域影响范围内产生应力集中现象，在开采临近煤层时易诱发顶板事故和煤与瓦斯事故。同时，留设区段煤柱只能采用U型通风方式。这种通风方式容易造成工作面上隅角瓦斯超限。上下工作面之间的区段煤柱不能回收，又造成资源浪费，且留煤柱开采需重新掘进一条巷道，造成吨煤开采成本增加了26.8元。”铁山南煤矿矿长葛树远说。
艰辛攻关取得新突破
铁山南煤矿成立了由总工程师任组长，生产口各部门负责人任组员的技术攻关领导小组。同时，该矿与有过长期合作的重庆大学签署了合作协议，成立了科研小组。
倾斜煤层无人工巷旁充填无煤柱开采技术，是采煤工作面后方沿采空区边缘维护原回采巷道，留给下一个区段使用的一种无煤柱开采技术。
科研小组设计了抗冲击柔性网，利用倾斜煤层采空区冒落矸石自然下滑的特性，采用柔性挡矸技术，减弱矸石的下滑冲击力；利用挡板对下帮煤壁进行全封闭，用管缝锚杆全长充填粘接固化煤体。
此外，他们还设计了一字型、三花眼型的组合式锚索固结方式，将断裂后的顶板与未断裂的顶板岩层锚固在一起，使巷道顶板压力转移到下帮深部煤层中，减少顶板下沉量，并防止断裂顶板的台阶下沉和切顶现象产生；通过高预应力全长粘接锚杆和锚索，使顶板各分层固结成一体，实现同步移动，从而增加顶板的稳定性，防止顶板离层和冒落。
巷道成本节约近千万元
2008年至2011年，在对倾斜煤层无人工巷旁充填无煤柱开采技术研究的同时，科研小组先后取得了矸石自然下滑充填、柔性挡矸成巷无煤柱开采技术，煤壁封闭式加固及顶板荷载转移技术，巷道顶板同步移动技术三项技术成果，并且在柔性挡矸理论和技术、巷道顶板同步移动技术等方面取得了突破。
2011年，倾斜煤层无人工巷旁充填无煤柱开采技术经过试验，在铁山南煤矿K21煤层初步取得成功。2012年至2013年，又在K26煤层进行试验，取得成功。
2014年，铁山南煤矿报送的这一技术成果，受到中国工程院院士鲜学福、中国科学院院士宋振骐和四川省科技厅项目成果鉴定委员会的好评。大家一致认为：该技术解决了倾斜煤层沿空留巷形式的无煤柱开采难题，技术中提出的“柔性挡矸理论和技术”、“煤壁封闭式加固及顶板荷载转移技术”等，均具有推广应用价值。与留煤柱、沿空掘巷相比，这一新技术具有巷道变形较小、资源无损失、随采随留、通风容易、瓦斯治理容易、避灾路线多、对突出煤层实行全保护等优点。
采用这一技术，可使回采巷道成本每米平均降低3047元，护巷长度达3000米左右，巷道成本节约近千万元；3个工作面多回收煤炭资源5万余吨，创效达2000万元；回采巷道万吨掘进率降低了40％，吨煤成本降低了26.8元，减少掘进巷道费用和资源回收费用约3000万元。
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