从采煤体系源头防范千米深井冲击地压事故

近年来，我国千米深井冲击地压灾害日趋严重，2018年以来，先后发生多起千米深井冲击地压事故，煤炭安全生产形势严峻。

“去年，国家煤矿安全监察局组成了专家调研组，在全国范围内开展了千米冲击地压典型矿井的专项调研。调研结果显示，所有千米冲击地压矿井均采用1706年起源于英国的‘121’采煤体系，即开采1个工作面、配套2条巷道、留设1个煤柱。”全国政协委员、中国科学院院士、中国矿业大学（北京）教授何满潮说，“121”采煤体系因留设煤柱，导致资源浪费严重，开采率不足50%，而且开采垮落、沉降波及地表，会造成地面生态环境损伤。

据统计，我国共有23个省份、151个县市分布有采煤沉陷区，面积高达3000多万亩。按照我国每年35亿吨煤炭产量计算，每年还将新增沉陷区125万亩。

“‘121’采煤体系的开采工艺是先掘进巷道，再进行工作面开采，开采过程中所产生的矿山压力又会损毁巷道。而冲击地压就是在掘采工程的过程力学相互作用、打破原有平衡中发生的。”在何满潮看来，这样的开采方式很容易让矿工处于危险环境之中。

数据显示，千米深井冲击地压主要发生在采掘巷道，占比90%以上。何满潮认为，目前普遍采用的“121”采煤体系容易形成孤岛、半孤岛煤柱，应力集中现象严重，容易导致冲击地压发生。

调研结果显示，我国近年来提出的拥有自主知识产权的无煤柱自成巷110工法、无煤柱自成巷N00工法属于平衡开采方法体系，通过切顶卸压，可有效解决高应力环境造成的安全威胁，因不再留设煤柱，可大幅度提高煤炭采出率。

何满潮建议，尽快促进煤炭行业利用原创先进技术进行转型升级，用新材料和新技术改进“121”开采体系，科学核定冲击地压矿井生产能力，严控开采速度，强化责任落实和加强监督管理，从而降低安全风险。

“通过改造‘121’采煤体系为‘110’采煤体系，可利用切顶卸压和碎胀充填技术，取消区段煤柱，在多回收煤炭资源的同时减小应力集中。”何满潮说。他建议，建立全新的“N00”采煤体系，取消巷道掘进，大力研究N00采煤装备的智能化及全矿井的无人化开采，从根本上建设本质安全型矿井。

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煤矿平衡开采和非平衡开采的主要区别在于有无煤柱。目前，国内并存四种煤炭开采方法：121开采法、111开采法、110工法、N00工法。这四种方法中，110工法和N00工法是中国创立的方法，属于平衡开采。

N00工法是何满潮团队提出的一种无巷道掘进、无煤柱采煤方法，N00工法在110工法的基础上，把采煤与掘进两套工序彻底统一起来，由掘进一条回采巷道变为不需要掘进回采巷道，实现N个工作面开采，结束了要出煤必须先掘进回采巷道的历史。

2016年6月，N00工法及关键装备被写入《中国制造2025――能源装备实施方案》，成为未来10年进行技术攻关的煤炭采掘方法与装备之一。