在2020年中国煤炭工业协会科学技术奖获奖名单上，由韩城矿业公司主创的《中深部三软煤层沿空留巷围岩控制关键技术与装备研发》项目成果荣获中国煤炭工业科学技术一等奖，成为老企业10年坚持无煤柱开采技术研究的探索收获。

韩城矿区位于陕西渭北煤田东北部，矿区产能提升受多种自然条件制约，为推动矿区灾害治理、缓解采掘接续紧张、降低生产成本，2010年，在了解到无煤柱开采是国家倡导的提高煤炭资源回收率的开采方式，而沿空留巷技术是推行无煤柱开采的重要手段后，韩城矿业公司于当年启动沿空留巷技术研究。

为老矿区不落后探索新路径

对韩城矿业公司而言，煤层沿空留巷技术研究共三阶段进行。第一阶段2010年—2015年，先后在矿区内6种不同类型的巷道，采用柔性模板充填，铝合金模板充填，液压支架充填等形式，进行泵送混凝土沿空留巷试验。第二阶段2016年，在象山矿井3#煤回采面试验切顶卸压沿空留巷技术试验，目前已累计留巷18000余米。第三阶段2017年，开始三软煤层沿空留巷围岩控制理论探索和沿空留巷机械化施工研究，基本形成“四维控制应力分担分区支护”的围岩控制体系和“单轨吊+机械臂+组合支架”机械化留巷工艺。

基于不断的摸索试验，韩城矿业在沿空留巷工艺方面基本形成泵送砼巷旁充填沿空留巷、切顶卸压沿空留巷两种模式共存的留巷方法，根据地质条件类型和开采方法选用不同的留巷技术。如何创建具有韩城特色的留巷成套技术，打造全国无煤柱开采示范工程，这又成为了下一步韩城矿区公司科技攻关方向。

加强合作共破老煤企的新难题

多年来，虽然韩城矿区在无煤柱开采技术方面取得长足进步，特别是切顶卸压沿空留巷技术得到广泛应用，但在三软煤层沿空留巷围岩控制技术和相关装备方面仍然处于研发阶段，因此还存在如下科学技术难题：一是沿空留巷采场结构及巷道围岩变形机理有待深入研究。对中深部三软煤层沿空留巷围岩变形规律没有完全掌握，理论尚不成熟。二是沿空留巷围岩控制技术体系不健全。采用传统的锚网索及单体支护技术，现场围岩控制效果差，缺乏针对中深部三软煤层沿空留巷围岩控制的专用工艺及成套技术。三是沿空留巷专用支护与高效搬运装备缺乏。传统单体液压支柱支护强度低，易损坏（返修率70-80%），维修量大，搬移困难，且不能适应三软煤层的围岩控制。四是沿空留巷的安全保障技术不完善。没有针对自然发火和高瓦斯煤层的采空区封闭工艺、技术、材料。

2017年，韩城矿业公司与陕西煤业化工集团技术研究院合作，组建了以公司总工程师吴杰和技术研究院院长王苏健为首的科研项目团队，计划科技资金1800万元，开展“中深部三软煤层沿空留巷围岩控制关键技术及装备研发”项目。

群英聚会，必有良谋。为了完成这一项目，几方面科研人员多次利用节假日进行聚在一起探讨、调研、考察，到现场勘探，确定研究方向，一次不行，两次，两次不行三次……10年间，头发由黑变花白，然而炯炯有神的眼睛依旧，挫折越来越多，经验也越来越多，更多的是用科技改变老煤企的信念没有变。

研发目标实现带来明显效益

经过多年钻研，在创新成果方面，韩城矿业公司取得了5个方面的成果。一个是建立了三软煤层沿空留巷围岩控制技术体系。二是实现三软煤层沿空留巷巷道支护“一次成巷，永不返修”的目标。三是践行高质量发展理念，研发了沿空留巷高品质专用单体液压支柱。四是研发了适用于三软煤层沿空留巷的机械化装备；机械化装备包含组合式液压支架、机械臂、单轨吊三个部分，相互配合完成沿空留巷巷内组合支架的运移与支护，实现沿空留巷机械化高效作业。五是开发了适用于三软煤层沿空留巷采空区封闭工艺、技术及喷涂材料等。

中深部三软煤层沿空留巷围岩控制体系的建立，明确了沿空留巷全生命周期围岩圈层结构与应力变化的关系，从而提出针对性的“四维控制应力分担分区支护”的支护技术体系，进而开发了适用于沿空留巷的高强支护材料、装备和快速作业系统，实现了中深部三软煤层沿空留巷“护得平、支得好、封得严、移得快”和“一次成巷，永不返修”的研发目标。

2017年至2020年底共计留巷11684米，节约成本9200余万元，间接经济效益约1.5亿元，经济效益显著。

本项目成果在韩城、澄合、彬长、陕北等多个矿区得到广泛应用，为该条件下沿空留巷技术创出了一条新路，进而为三软煤层沿空留巷的智能化开采奠定了基础，促进了煤炭资源的安全、高效、绿色、智能开采，具有广阔的推广应用前景。 （薛丽丽 白伟）