河南能源永煤公司嵩山矿：破解三软煤层超前动压支护难题
作为年产能180万吨的现代化煤矿，河南能源集团永煤公司嵩山煤矿长期受三软煤层制约。该矿三软煤层被权威专家判定为“全国首例、世界罕见”，兼具低强度、易风化、遇水软化、强流变性的特点，给安全生产带来威胁。
嵩山矿矿长姜福领说，初到矿上，拥有20余年一线工作经验的他本以为能应对多数地质难题。当他走进三软煤层2205工作面时，巷修队队长徐海锋说：“这段巷道上个月刚返修完毕，受采动影响又得重来，进度根本跟不上！”
彼时，巷道断面因围岩收敛大幅缩小，通风、运输安全空间持续被挤压。这正是三软煤层回采期的核心痛点。
尽管此前该矿已用“锚网索+架棚”复合支护，解决了岩巷不可锚的难题寻钱网，实现千米煤巷一次掘进，但工作面超前段受超前支承压力与采动扰动双重叠加影响，围岩变形、强流变性的特性被放大，“高频率扰动—低冗余支护”的矛盾成了悬在他们头顶的达摩克利斯之剑。
要破局，必须先找准“病根”。该矿成立三软煤层支护技术攻关小组，技术骨干白天在工作面测量数据、观察变形，晚上围坐在一起查看图纸、分析机理、寻找“症结”。
经过两个月的攻坚，他们终于摸清核心矛盾，即三软煤层的先天脆弱性与动压效应的后天冲击叠加，构成“1+1＞2”的破坏性。超前动压段受超前与侧向支承压力的双重挤压，高压应力集中区直接导致围岩塑性区加速扩展、松动圈半径增大。更关键的是，动态应力场会让锚索锚固端出现应力迁移、滑脱，预紧力衰减、黏结强度下降，原有的“锚网索+36U钢棚”支护彻底失效。
“必须从被动承受向主动控制转变。”在技术研讨会上，该矿确定了核心思路，即构建“主动支护、强化整体、防控结合”的新体系，在动压来临前提前加强影响区域支护，将风险消除在萌芽状态。
改革的第一步，是引入超前液压支架组，与原有的“36U型钢棚+锚网索+液压单体支柱”的端头支护体系配合。
在实践过程中，嵩山矿又遇到新阻碍：支架虽保住了基本断面，却暴露出顶板耦合失稳、底座比压超标、支护系统相互干涉等适配性问题。
面对难题，该矿启动“双路径”进行解决。
在主动卸压路径上，嵩山矿联合中国矿业大学(北京)在2205工作面下顺槽开展切顶卸压试验，通过精准设计钻孔参数，人为释放部分集中应力，为围岩降压。
在被动强化路径上，该矿携手沈阳天安科技股份有限公司迭代支架设计，针对顶板失稳，创新应用顶梁曲面拟合技术，让支架与顶板贴得更紧；针对底座比压超标，研发分体式拱形底座，增大受力面积、分散压力。
4组试验支架投用后，效果远超预期。在观测期内，该段巷道无需拉底、返修，即可满足行人、运输安全要求，底鼓控制成效显著。
为深化技术研究，进一步提升三软煤层支护水平，2024年，嵩山矿自主申报洛阳市复杂地质煤炭开采企业研发中心，并顺利通过洛阳市科学技术管理局审核。
技术是核心，管理是保障，再先进的方案没有落地闭环便是空中楼阁。为此，该矿成立综采工作面超前支护及工程质量管控专班，每月召开现场推进会，解决施工难题；严格对标新版《煤矿安全规程》，在支护设计、现场交底、材料进场、质量验收等环节设置“关卡”，确保标准不打折扣。
如今，2205工作面已完成2个循环移架试验，超前动压段稳定性显著提升。但是，试验数据显示，支架工作阻力仍有提升空间，侧梁支护强度还需要提升，彻底阻止围岩收敛的目标还需要实践验证。
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