科技創(chuàng)新，我們?cè)谛袆?dòng)——記中興煤業(yè)“爆破切頂卸壓技術(shù)”榮獲山西焦煤科技成果特等獎(jiǎng)

2017年6月，汾西礦業(yè)集團(tuán)中興煤業(yè)科技項(xiàng)目“爆破切頂卸壓自動(dòng)成巷無(wú)煤術(shù)開(kāi)采技術(shù)研究及應(yīng)用”獲得了山西焦煤集團(tuán)公司科學(xué)技術(shù)成果特等獎(jiǎng)。

窮則思

沿空留巷技術(shù)是無(wú)煤柱開(kāi)采的重要組成部分，也是中興煤業(yè)回采工作面近年來(lái)一直采用的技術(shù)之一。沿空留巷是把上一個(gè)工作面開(kāi)采后的順槽沿采空區(qū)邊緣留巷供下一個(gè)工作面回采時(shí)使用，故沿空留巷受本工作面充填體外側(cè)頂板破斷及下個(gè)回采工作面移動(dòng)支承壓力、側(cè)向支承壓力影響，巷道周邊應(yīng)力集中，圍巖變形大，巷道極難維護(hù)。

中興煤業(yè)沿空留巷采用柔模高水充填材料留巷時(shí)，一直存在成本高、留巷變形嚴(yán)重、留墻應(yīng)力集中等可能引起安全災(zāi)害的問(wèn)題。為解決這一困難和問(wèn)題，該礦生產(chǎn)技術(shù)科窮則思變，在詳細(xì)查找資料、仔細(xì)揣摸研究后，認(rèn)為可借鑒何滿潮院士提出的“110工法”對(duì)中興煤業(yè)開(kāi)采新技術(shù)進(jìn)行研究，隨之，確定實(shí)施“切頂卸壓沿空留巷技術(shù)”是目前解決此問(wèn)題最好方法，該想法得到了中興煤業(yè)、集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)的大力支持。

思則變

在兩級(jí)集團(tuán)公司認(rèn)真貫徹中央關(guān)于創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)精神的指導(dǎo)下，中興煤業(yè)積極行動(dòng)，在全員中營(yíng)造出人人創(chuàng)新、尊重科技、鼓勵(lì)創(chuàng)新的良好氛圍，完善創(chuàng)新機(jī)制，為科技項(xiàng)目創(chuàng)造各方面條件。

2015年11月，集團(tuán)公司總工程師郝峻青在中興煤業(yè)組織召開(kāi)了關(guān)于中興煤業(yè)1200工作面試行切頂卸壓沿空留巷無(wú)煤柱開(kāi)采技術(shù)項(xiàng)目研究推進(jìn)會(huì)，山西焦煤總工程師侯水云、山西焦煤煤技術(shù)中心主任梁春豪、副總工程師楊鳳旺、技術(shù)中心副主任武青林也參加了此次會(huì)議。經(jīng)過(guò)山西焦煤、汾西礦業(yè)和國(guó)家深部巖石力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室人員詳細(xì)的實(shí)地考查后，與會(huì)人員一致同意在1200工作面進(jìn)行切頂卸壓高效低成本沿空留巷無(wú)煤柱開(kāi)采技術(shù)研究工作。中興煤業(yè)生產(chǎn)技術(shù)科迅速成立相關(guān)科技創(chuàng)新項(xiàng)目組，將礦頂板巖性的論證和項(xiàng)目所需的相關(guān)設(shè)備以最快速度完善。同時(shí)，項(xiàng)目組和國(guó)家深部巖石力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)在技術(shù)理論方面進(jìn)行相互學(xué)習(xí)、協(xié)作和配合，以保證1200工作面的正常銜接。

“企業(yè)是技術(shù)創(chuàng)新的主體。所以我們有責(zé)任將想法付諸行動(dòng)，有責(zé)任將想法變?yōu)槌晒?rdquo;該科技項(xiàng)目第一負(fù)責(zé)人賀相乾說(shuō)道，“2015年11月底，我們正式啟動(dòng)了“爆破切頂卸壓技術(shù)”科技創(chuàng)新項(xiàng)目的研究及應(yīng)用工作。”

變則通

中興煤業(yè)總工程師勾金文介紹:“切頂卸壓成巷采用超前定向爆破技術(shù)，在沿空留巷道和采場(chǎng)頂板形成弱面，切斷直接頂和基本頂?shù)穆?lián)系，使沿空巷道圍巖的應(yīng)力集中向頂板及幫側(cè)深部轉(zhuǎn)移，改善了沿空留巷的圍巖應(yīng)力環(huán)境，從根本上改變了沿空留巷道維護(hù)條件，為同類(lèi)型條件無(wú)煤柱開(kāi)采提供了有益的借鑒。”

“110工法”帶來(lái)的是煤炭開(kāi)采觀念的轉(zhuǎn)變，它的關(guān)鍵在于“拉得住、切得開(kāi)、下得來(lái)、護(hù)得住”。爆破切頂卸壓自動(dòng)成巷無(wú)煤柱開(kāi)采技術(shù)，正是借鑒“110工法”提出的，該項(xiàng)技術(shù)的研究，最需要解決的是兩個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)的攻關(guān)，一個(gè)是雙向聚能拉伸爆破頂板預(yù)裂切縫技術(shù)，另一個(gè)是恒阻大變形錨(桿)索支護(hù)技術(shù)。

“人勤春來(lái)早，實(shí)干正當(dāng)時(shí)。”在技術(shù)攻關(guān)的過(guò)程中，常常會(huì)遇到各種疑難雜癥或不確定性問(wèn)題，中興煤業(yè)生產(chǎn)科項(xiàng)目組的成員們根據(jù)多年來(lái)煤礦工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，自覺(jué)地加班學(xué)習(xí)、與兄弟單位進(jìn)行交流，同時(shí)結(jié)合工作面的實(shí)際要求，大家多次查看圖紙進(jìn)行探討，深入現(xiàn)場(chǎng)考察，在與國(guó)家深部巖石力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)后，最終在支護(hù)方面和頂板預(yù)裂切縫及爆破設(shè)計(jì)方面有了突破性的成果。

在技術(shù)的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)中，項(xiàng)目組技術(shù)人員還發(fā)現(xiàn)，爆破切頂自動(dòng)成巷采空區(qū)側(cè)存在漏風(fēng)現(xiàn)象，這極易造成煤層自燃災(zāi)害的發(fā)生，因此防漏風(fēng)措施的設(shè)計(jì)就尤為重要。在多次實(shí)驗(yàn)后，中興煤業(yè)技術(shù)人員在施工中采取了“因區(qū)制宜”的方法，即在動(dòng)壓影響區(qū)(工作面0-100米范圍內(nèi))，在支架后迅速在采空區(qū)側(cè)覆蓋風(fēng)筒布以減少漏風(fēng)量;在動(dòng)壓穩(wěn)定區(qū)(工作面100米后)可采取噴漿封閉的方式。

2016年9月底，“爆破切頂卸壓自動(dòng)成巷無(wú)煤柱開(kāi)采技術(shù)”在中興煤業(yè)1200(s)回采工作面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，應(yīng)用后產(chǎn)生的效果非常明顯，共成巷169米。

通則達(dá)

爆破切頂卸壓自動(dòng)成巷無(wú)煤柱開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用，在中興煤業(yè)井下工作面礦壓、裂隙帶瓦斯治理、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益等方面都有著顯著的成效。據(jù)了解，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用造價(jià)5735.9元/米，相比之前使用的高水速凝充填工藝造價(jià)7880.35元/米，可節(jié)省費(fèi)用2144.45元/米，在1200(s)工作面169米的成巷中，共為中興煤業(yè)節(jié)約費(fèi)用362412元。

爆破切頂卸壓自動(dòng)成巷無(wú)煤柱開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以避免煤柱巷影響采空區(qū)自燃事故的發(fā)生，而且還可在下覆煤層開(kāi)采時(shí)，避免以往工藝帶來(lái)的煤柱或留墻集中應(yīng)力的影響，最主要的是，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可減少事故發(fā)生率，實(shí)現(xiàn)煤礦安全、綠色開(kāi)采。中興煤業(yè)科技項(xiàng)目組將進(jìn)一步研究該技術(shù)的深化與應(yīng)用，將切頂爆破技術(shù)運(yùn)用到薄煤層僵硬頂板放頂，保證上隅角及時(shí)垮落，提高裂隙帶瓦斯治理效果。

2017年6月，“爆破切頂卸壓自動(dòng)成巷無(wú)煤柱開(kāi)采技術(shù)研究及應(yīng)用”這項(xiàng)成果被山西焦煤集團(tuán)公司授予“山西焦煤科學(xué)技術(shù)特等獎(jiǎng)”。與此同時(shí)，山西焦煤集團(tuán)公司將負(fù)責(zé)挑選合適的礦井，將該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行更大范圍的推廣與應(yīng)用。

中興煤業(yè)礦長(zhǎng)閆萬(wàn)俊表示：“中興煤業(yè)公司井下煤層賦存復(fù)雜，開(kāi)采難度較大，特別是隨著三采區(qū)的延伸、瓦斯等級(jí)升級(jí)，采深加大，加之又是近距離的煤層群開(kāi)采，瓦斯治理、頂板管理、底鼓治理及防滅火問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重地困擾著礦井的安全生產(chǎn)，科技創(chuàng)新已成為當(dāng)前迫在眉睫的事情。“爆破切頂卸壓自成成巷無(wú)煤柱開(kāi)采技術(shù)研究及應(yīng)用”榮獲了焦煤科學(xué)技術(shù)特等獎(jiǎng)，這項(xiàng)成績(jī)的取得，得益于兩級(jí)集團(tuán)的大力支持和全公司工程技術(shù)人員的共同努力，也給我們今后的科研工作開(kāi)創(chuàng)了先河。在今后的工作中，我們將繼續(xù)提高科技創(chuàng)新的認(rèn)識(shí)，加大科技創(chuàng)新的能力，借助外援，推廣并應(yīng)用好新的技術(shù)和工藝，切實(shí)提高安全保障能力，為企業(yè)安全穩(wěn)定、降本增效作出我們應(yīng)有的貢獻(xiàn)!”

蔣穎