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        2. 基層要聞

          十年磨一劍——記中國煤炭工業科學技術一等獎獲得者陜煤集團韓城礦業公司

          作者: 薛麗麗 白偉     時間: 2021-06-16     點擊: 查詢中    分享到:

          2020年中國煤炭工業協會科學技術獎獲獎名單上,由韓城礦業公司主創的《中深部三軟煤層沿空留巷圍巖控制關鍵技術與裝備研發》項目成果榮獲中國煤炭工業科學技術一等獎,成為老企業10年堅持無煤柱開采技術研究的探索收獲。

          韓城礦區位于陜西渭北煤田東北部,礦區產能提升受多種自然條件制約,為推動礦區災害治理、緩解采掘接續緊張、降低生產成本,2010年,在了解到無煤柱開采是國家倡導的提高煤炭資源回收率的開采方式,而沿空留巷技術是推行無煤柱開采的重要手段后,韓城礦業公司于當年啟動沿空留巷技術研究。


          為老礦區不落后探索新路徑

          對韓城礦業公司而言,煤層沿空留巷技術研究共三階段進行。第一階段2010—2015年,先后在礦區內6種不同類型的巷道,采用柔性模板充填,鋁合金模板充填,液壓支架充填等形式,進行泵送混凝土沿空留巷試驗。第二階段2016年,在象山礦井3#煤回采面試驗切頂卸壓沿空留巷技術試驗,目前已累計留巷18000余米。第三階段2017年,開始三軟煤層沿空留巷圍巖控制理論探索和沿空留巷機械化施工研究,基本形成四維控制應力分擔分區支護的圍巖控制體系和單軌吊+機械臂+組合支架機械化留巷工藝。

          基于不斷的摸索試驗,韓城礦業在沿空留巷工藝方面基本形成泵送砼巷旁充填沿空留巷、切頂卸壓沿空留巷兩種模式共存的留巷方法,根據地質條件類型和開采方法選用不同的留巷技術。如何創建具有韓城特色的留巷成套技術,打造全國無煤柱開采示范工程,這又成為了下一步韓城礦區公司科技攻關方向。

          加強合作共破老煤企的新難題

          多年來,雖然韓城礦區在無煤柱開采技術方面取得長足進步,特別是切頂卸壓沿空留巷技術得到廣泛應用,但在三軟煤層沿空留巷圍巖控制技術和相關裝備方面仍然處于研發階段,因此還存在如下科學技術難題:一是沿空留巷采場結構及巷道圍巖變形機理有待深入研究。對中深部三軟煤層沿空留巷圍巖變形規律沒有完全掌握,理論尚不成熟。二是沿空留巷圍巖控制技術體系不健全。采用傳統的錨網索及單體支護技術,現場圍巖控制效果差,缺乏針對中深部三軟煤層沿空留巷圍巖控制的專用工藝及成套技術。三是沿空留巷專用支護與高效搬運裝備缺乏。傳統單體液壓支柱支護強度低,易損壞(返修率70-80%),維修量大,搬移困難,且不能適應三軟煤層的圍巖控制。四是沿空留巷的安全保障技術不完善。沒有針對自然發火和高瓦斯煤層的采空區封閉工藝、技術、材料。

          2017年,韓城礦業公司與陜西煤業化工集團技術研究院合作,組建了以公司總工程師吳杰和技術研究院院長王蘇健為首的科研項目團隊,計劃科技資金1800萬元,開展中深部三軟煤層沿空留巷圍巖控制關鍵技術及裝備研發項目。

          群英聚會,必有良謀。為了完成這一項目,幾方面科研人員多次利用節假日進行聚在一起探討、調研、考察,到現場勘探,確定研究方向,一次不行,兩次,兩次不行三次……10年間,頭發由黑變花白,然而炯炯有神的眼睛依舊,挫折越來越多,經驗也越來越多,更多的是用科技改變老煤企的信念沒有變。


          研發目標實現帶來明顯效益

          經過多年鉆研,在創新成果方面,韓城礦業公司取得了5個方面的成果。一個是建立了三軟煤層沿空留巷圍巖控制技術體系。二是實現三軟煤層沿空留巷巷道支護一次成巷,永不返修的目標。三是踐行高質量發展理念,研發了沿空留巷高品質專用單體液壓支柱。四是研發了適用于三軟煤層沿空留巷的機械化裝備;機械化裝備包含組合式液壓支架、機械臂、單軌吊三個部分,相互配合完成沿空留巷巷內組合支架的運移與支護,實現沿空留巷機械化高效作業。五是開發了適用于三軟煤層沿空留巷采空區封閉工藝、技術及噴涂材料等。

          中深部三軟煤層沿空留巷圍巖控制體系的建立,明確了沿空留巷全生命周期圍巖圈層結構與應力變化的關系,從而提出針對性的四維控制應力分擔分區支護的支護技術體系,進而開發了適用于沿空留巷的高強支護材料、裝備和快速作業系統,實現了中深部三軟煤層沿空留巷護得平、支得好、封得嚴、移得快一次成巷,永不返修的研發目標。

          2017年至2020年底共計留巷11684米,節約成本9200余萬元,間接經濟效益約1.5億元,經濟效益顯著。

          本項目成果在韓城、澄合、彬長、陜北等多個礦區得到廣泛應用,為該條件下沿空留巷技術創出了一條新路,進而為三軟煤層沿空留巷的智能化開采奠定了基礎,促進了煤炭資源的安全、高效、綠色、智能開采,具有廣闊的推廣應用前景。 (薛麗麗 白偉)

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