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发刊日期:2019年07月16日> > 总第201927期 > C3 > 新闻内容
构建技术体系 夯实安全基础
新闻作者:   发布时间:2019年07月16日  查看次数:  放大 缩小 默认
山西乡宁焦煤集团申南凹焦煤有限公司总工程师李东红:
浅谈搞好煤矿大采深条件下的巷道掘进支护

      结合申南凹煤矿实际,探讨分享下大采深条件下的巷道掘进支护技术。
      1.矿井概括
      矿井井田面积为8.1203km2,现采2#煤层,属低瓦斯矿井,井田内地质构造简单,水文地质类型属中等,目前开采区域盖山厚度均在600m之上;2#煤层顶板岩性为泥岩、细砂岩、砂质泥岩,底板岩性为泥岩、砂质泥岩,局部为砂质泥岩。
      2.原巷道掘进支护方式及暴露出的问题
     (1)支护方式。煤巷多数沿2#煤层直接顶掘进,伪顶厚度超过800mm且较为平整的情况下,巷道沿伪顶掘进,支护主要采用锚索锚杆梯子梁加经纬钢筋网联合支护:锚杆均采用Ф20×2500mm螺纹钢锚杆,梯子梁选12#钢筋制作,金属网采用1000mm×2000mm×Φ6.0mm冷拔筋经纬网,支护采用CK2340型和K2360型树脂锚固剂各一卷,锚杆托盘采用150mm×150mm×10mm碟形托板;顶帮锚杆支护间排距为800mm×800mm,扭矩力设计为100N·m。另外,巷道顶板采用锚索补强支护,锚索采用Ф21.6×6500mm钢绞线,每排使用3根,间排距为1500mm×1600mm;托盘采用300mm×300mm×20mm碟形托板,树脂锚固剂采用CK2360型一卷和K2360型两卷,抗拔力设计为200KN。帮锚索采用Ф15.24×5300mm钢绞线,距底1750mm,排距3200mm,两帮各打一根。
    (2)暴露出的问题。新掘巷道在掘进过15m之后,开始出现底鼓现象;顶板呈倒拱状下沉,特别是在伪顶下支护的巷道;两帮出现不同长度的挤帮现象。
      另外,由于多重原因,矿井下采掘工作面为相邻布置,在采面采动动压的影响下,掘进顺槽出现围岩破碎、变形量大、难支护、维修周期短等问题,根据观测数据,巷道变形严重的区域,两帮最大累计移近量可达到1m,顶底板最大累计移近量可达到1.2m,这种矿压显现已经严重影响了矿井的安全生产工作。
      3.采取的措施及收到的效果
      对于出现的严重矿压问题,申南凹煤矿在自身改变摸索的同时,采取“走出去、请进来”的办法积极应对,从2017年至今,矿上组织去过很多地质条件相似的矿井,如在1、2#煤层联合开采时去过太原煤气化华苑煤业,相邻布置开采阶段去过冀中能源邢东矿、阳煤一矿、上海大屯孔庄煤矿,留小煤柱开采去过寿阳段王集团友众矿;同时,课题研究方面,前期与太原理工大学合作,目前与中国矿业大学合作。


山西煤炭运销集团同富新煤业有限公司总工程师段文军:
坚持水害防治目标导向,强化技术管理促安全

      同富新煤业有限公司水害防治现状:同富新煤业位于乡宁县管头镇上善村,属于兼并重组资源整合矿井,批复产能60万吨/年,可采煤层为10#煤层,2#煤层采空破坏,不具备可采条件。整合后井田面积为11.8937km2,井田范围内零星分布小窑56个,其中54个开采2#煤层,10#煤层距2#煤层层间距平均58.5m,分析已掌握图纸资料、走访调查、物探手段,初步估算2#煤层采空区积水范围占井田面积近13%。由于整合前包内小窑开采年代久远,图纸资料缺失,难以准确判断2#煤层采空积水位置,采掘活动顶水作业,时刻威胁矿井安全生产。
      水害防治制度体系建设:同富新煤业在对上覆2#煤层采空区积水的水害防治思想认识上有一个消极向积极转变的过程,从基建开始,大家比较普遍的认识是井田区域属于贫水区,井下没水,再加上10#距离2#煤层层间距大,2#煤层采空区积水进入10#煤层的几率较小,然而事实并不是这样。矿井转生产后,首采面10101回采工作面在只进行了一次放水作业,且未进行验证的情况下就进行了回采工作,结果在回采过程中,准备工作面(10102回采工作面)顺槽内向10101采空区内施工的探煤孔(钻孔直径65mm且当时已用黄泥、木橛子封堵)突然出现涌水,最大涌水量达30m3/h,当时回采工作面为仰采,采空区有足够的储水空间,且回采及备采工作面排水系统完善,未造成事故。
      针对水害防治现状,通过两带观测、裂隙导水性等基础技术研究,从理论上再一次证明了10#煤层回采后导高裂隙带可发育至2#煤层,导通2#煤层采空积水。自此,确立“地质优先”指导思路;树立“抓技术管理就是抓安全”“水害事故可防可控”理念,技术管理突出“查大系统、抓大隐患、防大事故”,把水害防治作为“头等大事”来抓,在管理、装备、技术研究等方面对标一流,构建了一套行之有效的水害防治制度体系。
      疏放效果及改进措施:以同富新煤业有限公司二采区10203工作面为例,10203工作面第一次钻探设计钻场8个,设计钻孔21个,钻探进尺2269m,预计积水量为36200m3,实际放水量21800m3;第二次钻探设计钻场5个,设计钻孔14个,钻探进尺1520m,预计积水量为18900m3,实际放水量6350m3;在回采初次来压和周期来压等重点时段工作面未出现成珠线状顶板淋水和老空水下泻现象,确保了回采工作面正常的生产秩序。


山西天润煤化集团德通煤业有限公司总工程师李云义:
兼并重组整合矿井通风瓦斯治理技术改造举措及效果

      过去,山西省煤炭行业形成“多、小、散、乱”的格局,导致了资源浪费严重、生态环境恶化、矿难事故频发等一系列问题。始于2009年的大规模煤炭资源整合和企业兼并重组,让山西煤炭产业发生了质的转变,但也面临着被整合矿井布局不合理、技术资料缺乏、隐蔽致灾因素较多、开采条件复杂、瓦斯治理手段欠缺的局面,给矿井带来许多安全隐患,如何进行技术改造?从大系统入手彻底解决大隐患,是总工程师工作的重中之重,下面以德通煤业为例,谈一谈兼并重组整合矿井瓦斯治理技术改造举措及效果。
      矿井通风及瓦斯治理方面存在的问题:
      1.通风系统不合理。
      2.抽采能力不足,抽采效果有限。
      3.抽采装备和技术落后。
      4.四量不平衡,采掘接续较为紧张。
      5.上隅角瓦斯治理缺乏有效手段。
      针对以上制约矿井发展的突出问题,德通煤业为了矿井的安全发展,从战略高度实施了对矿井通风系统及抽采系统的技术改造,主要举措如下:
      1.优化矿井通风系统,降低矿井通风阻力。
      2.新建瓦斯抽采泵站,提高瓦斯抽采能力。
      3.加大钻机装备投入,实现超前预抽。
      4.多措并举,拓宽瓦斯抽采工艺方法。
      在瓦斯治理方面德通煤业将继续依靠技术进步来,不断完善治理效果,下一步的工作的规划如下:
      1.采用先进技术,强化抽采效果。利用大功率履带式全液压千米定向钻机,实现“准备区先抽后掘,生产区先抽后采”要求,积极推广钻孔施工视频监控、钻孔轨迹、终孔定位等随钻测量技术,以保障钻孔施工质量。
      2.优化现有系统,提高瓦斯抽采率。不断优化现有抽采管网布局,合理配置抽采设备,坚持 “密钻孔、高负压、严封孔、及早抽”原则,最大限度地提高瓦斯抽采效率。
      3.增加钻孔增透措施,沟通瓦斯流动通道。综合考察CO2增透、水力压裂、可控冲击波等增透手段,选用适合于德通煤业的增透措施,应用于预抽工作面,增加孔壁裂隙,沟通各钻孔瓦斯流动通道,增加钻孔抽采效果。
      4.推进瓦斯利用工程。下一步德通煤业将与国内专业瓦斯利用单位展开合作,将抽出的瓦斯加以利用,形成“以利用促抽采,以抽采保安全”的良性循环。


阳煤集团翼城华泓煤业有限公司总工程师张青:
如何依靠科技进步建设优质、安全、高效矿井

      依靠科技进步建设优质、安全、高效矿井,对提高企业的劳动生产率和经济效益,构建安全生产长效机制具有重要意义,华泓公司以科技为先导,以数字化矿山建设为目标,以实现安全生产和提高经济效益为中心,进一步完善科技创新制度及体系建设,加大技术创新、技术改造和技术引进力度,综合实力迅速提高,华泓公司在依靠科技进步建设优质、安全、高效矿井做了以下尝试和探索:
      华泓公司成立了以主要负责人为主的人才使用、资金投入的保障体系;成立了以总工程师为主的工程技术人员科技创新、科技攻关和技术改造体系;成立了以全员参与小改小革发明创造“五小成果”的推广应用体系。同时制定了华泓公司科技创新考核办法,完善了科技创新人才激励机制,充分调动了广大工程技术人员和业务骨干的积极性和创造性,一大批既实用又简单的技术革新项目在生产中得到应用,有效地提高了劳动效率,保证了安全生产。
      公司坚持走出去、请进来,在产、学、研相结合上做出了积极的努力和探索,通过对外技术交流与合作,寻求关键技术新突破。一大批科研成果转化为现实的生产力。与中国矿业大学合作开展了煤巷锚杆支护技术参数优化研究,通过支护技术参数优化每米节约支护成本200元;与中煤科工集团合作开展坚硬顶板下的高预应力支护研究,按照“三高一低”(高强度、高刚度、高可靠性与低密度)原则,通过加大锚杆直径或以高强度螺纹钢锚杆、强力锚杆代替普通锚杆提高锚杆杆体材质强度增加锚杆强度,通过加长或全长锚固提高锚杆刚度,在保证支护系统可靠性的情况下,降低支护密度,减少单位面积锚杆数量,提高了掘进速度,围岩变形得到有效控制,取得良好的效果。通过外出考察,下一步继续与中煤科工集团合作利用水力压裂技术治理采空侧巷道底鼓和回采工作面悬顶问题。通过产、学、研相结合为安全生产搭建了科技支撑平台,有力地促进了安全、优质、高效矿井建设。
      积极引进新装备、新技术、新工艺,努力提高矿井安全生产水平和科技含量。一是加强技术引进,为安全、高效创造条件。二是依靠科技进步加大矿井关键环节技术改造力度,努力建设安全、优质、高效矿井。
      一批先进技术和设备的引进应用,极大地解放了生产力,提高了矿井的抗灾防灾能力,有效地保证了安全生产,为矿井安全、优质、高效和可持续发展奠定了基础。


山西华晋韩咀煤业有限责任公司总工程师乔志:
煤矿总工安全技术管理核心作用
 
      煤矿总工程师应具有发现、分析和解决重大技术问题的能力与水平,不只是煤矿技术工作的组织者与践行者,也是煤矿技术团队队伍的领导者,承担着领导和推动企业技术工作不断进步的重要职责,对煤矿企业安全生产起着技术保障作用,同时又是煤矿的主要技术负责人,负责组织、指导和协调整个煤矿的技术管理工作,责任重大,是煤矿技术保障体系的“领头羊”,被誉为矿长的“左膀右臂”。
      笔者针对韩咀煤矿老空水害赋存特征,探索了老空水防治技术,以期为同类型矿井防治水工作提供技术借鉴。
      要成为一名合格的总工程师,必须要具备扎实的专业理论知识,善于学习,及时掌握新技术、新理论,开拓视野;工作中坚持以问题为导向,实事求是地深入调查研究,不盲从,不固执自负,善于发挥技术队伍的群体智慧,以便做出正确的判断和决策;善于整合利用社会资源,有针对性地开展技术创新工作;具有一定的超前思维,关键事项要提前谋划,早做准备;重视系统建设和完善,从大局着眼,从细节入手;强化技术体系建设,领导和推动技术工作不断进步;敢于坚持原则,具备以身作则、率先垂范的敬业精神;拥有坚强的意志,不达目的决不罢休的顽强毅力;善于总结分析,持续改进工作方法。
      虽然我国煤炭科技发展日新月异,硕果累累,但是随着开采深度的加大、产能提升至超千万吨井工矿井,蒙陕地区和新疆等开发新煤田和大量建成投产的资源兼并整合矿井的出现,煤矿总工程师面临较多的技术难题和新的挑战:冲击地压问题、深厚白垩系地层治理、超高强度开采伴发的瓦斯和防治水新问题,老空水隐蔽性强防治难度大等等,给煤矿安全生产构成了新威胁。
      韩咀煤矿属于老空水赋存隐蔽复杂防治难度大者之一,在老空水防治方面做了一些技术探索,初见成效,借机共享共勉。


霍州煤电集团晋南公司总工程师张红义:
资源整合矿井重大灾害的防治技术探讨
 
      众所周知,山西省的煤层具有埋藏浅、煤质好的特性,也正是基于这一点,小煤窑在全省范围内分布广泛,一度造成粗放、松散的开采局面,极不利于煤炭资源的可持续发展。为此,山西省政府提出对省内矿井进行资源整合的工作部署,霍州煤电集团晋南煤业公司在此情况下完成了对河津、乡宁两区域部分矿井的资源整合工作,其所属矿井均为资源整合矿井,现管辖范围内有薛虎沟煤业、腾晖煤业两座生产矿井,下面就近年来晋南公司在资源整合矿井防治水、瓦斯防治、顶板安全管控等方面的技术总结阐述如下。
      重大灾害防治技术探讨与应用:
      (一)树立问题导向,有的放矢补齐探放水安全管控短板
     (二)坚持综合整治,多措并举提升高瓦斯抽采达标管理
     (三)注重合理施策,全力以赴确保顶板支护安全可靠
      薛虎沟煤业原小煤窑对上分层巷采后,直接顶大面积垮落,直接顶垮落最大高度6m,宽度为10m,经常揭露的小煤窑采空区平均冒落3.5m高,4m宽,且巷道掘进过程中 30%巷道顶板受小窑破坏区影响,回采面小窑破坏区影响面积约为 20%,矿井面临2#煤复采时顶板破碎易冒顶、复采面压力分布不均匀、巷道维护困难和资源回收率低等难题。
      基于多年来的经验总结与现场实践分析,在巷道掘进期间采用U型棚架进行支护,巷道沿煤层底板掘进施工并要求棚腿柱窝位于底板下0.2m处保障棚腿受力支撑效果,揭露空巷期间曾使用前探管梁、超前注浆、内注单体柱等方式作为临时支护使用,但仍存在支护强度不足、稳定效果差、作业成本高等问题,后摸索使用风动钻机超前施工钢钎作为临时支护,现场使用效果较为理想,减少迎头排矸量、顶部构顶量的同时将月单进由之前的120m/月提升至180m/月,在保证安全施工的前提下提升了掘进工效,有效解决了矿井衔接紧张的问题,提升了2#煤优质资源回收率。  
 
 
 
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