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新礦集團:顛覆創新 科技攻關 ?前沿技術鑄就發展新動能
2019年07月26日     (點擊: )

近年來(lai),面(mian)對(dui)深部開(kai)采(cai)難度加(jia)大、災害并存、老(lao)區資源日漸枯竭等突(tu)出問題(ti),新(xin)(xin)礦(kuang)集團(tuan)按照能源集團(tuan)《關(guan)于實(shi)施“一提雙優(you)”建設的指導意見(jian)》要求,顛覆(fu)思路,科(ke)學(xue)應(ying)對(dui),能采(cai)盡(jin)采(cai),能收盡(jin)收,先后成功應(ying)用“110工法”新(xin)(xin)型(xing)沿空留巷、連(lian)(lian)采(cai)連(lian)(lian)充和新(xin)(xin)型(xing)超前支(zhi)護等一系列革新(xin)(xin)工藝,“一提雙優(you)”工作進展成效顯著(zhu)。

一(yi)、無煤柱(zhu)切頂留(liu)(liu)巷——提高了(le)留(liu)(liu)巷質量和(he)效率,消除應(ying)力集中,緩解了(le)生產接續緊張的局(ju)面。

為(wei)解決(jue)采掘接續緊張問題,2010年以來新(xin)礦集團各(ge)礦井開展了巷(xiang)內預置充(chong)填墻沿空留(liu)(liu)巷(xiang)試(shi)驗,由于頂板壓力(li)大(da),充(chong)填體抗剪切(qie)能力(li)差,易向采空區傾倒,損(sun)壞嚴重(zhong),圍巖變形大(da),留(liu)(liu)巷(xiang)效果(guo)不理想(xiang),需(xu)進一步研(yan)究。近(jin)幾年來我(wo)們積極(ji)和科研(yan)院(yuan)校合(he)作(zuo),借(jie)鑒“110工(gong)(gong)法”原理,與新(xin)礦實際相結合(he),發(fa)揮注漿(jiang)錨(mao)索工(gong)(gong)作(zuo)效能,從支護、切(qie)頂、封(feng)堵(du)、監(jian)測等工(gong)(gong)藝入手,創(chuang)新(xin)“薄及中(zhong)厚煤層自(zi)垮成巷(xiang)技術(shu)”、“恒阻大(da)變形錨(mao)索+注漿(jiang)錨(mao)索”、“注漿(jiang)錨(mao)索+礦壓在線實時監(jian)測”多種切(qie)頂留(liu)(liu)巷(xiang)工(gong)(gong)藝,在各(ge)礦井具備條件的一次采全高煤層推廣應用,其中(zhong)內蒙上海廟礦區在大(da)埋(mai)深、大(da)傾角、大(da)采高、多重(zhong)災(zai)害疊加(jia)影響下實現成功切(qie)頂留(liu)(liu)巷(xiang)。

(一)掌握規律,準確把控沿空留巷圍巖變形機理是成(cheng)功留巷的前提。

1.關鍵理論支撐

20世紀(ji)巖(yan)層(ceng)運動(dong)控(kong)(kong)制(zhi)的(de)(de)研究(jiu)依據是錢鳴(ming)高院(yuan)士(shi)的(de)(de)“砌體梁(liang)”理論(lun)和宋振騏院(yuan)士(shi)的(de)(de)“傳遞巖(yan)梁(liang)”理論(lun)為主(zhu)要標志。這兩種理論(lun)的(de)(de)提出(chu)對行業的(de)(de)技術進(jin)步(bu)和安全開采(cai)做出(chu)了(le)巨大(da)的(de)(de)貢獻,對巖(yan)層(ceng)運動(dong)控(kong)(kong)制(zhi)有著很好(hao)的(de)(de)指(zhi)導意義。兩個(ge)理論(lun)的(de)(de)共同點(dian)都(dou)是研究(jiu)頂板巖(yan)層(ceng)的(de)(de)運動(dong)規(gui)律—平面結構。21世紀(ji)隨(sui)著監測手(shou)段的(de)(de)進(jin)步(bu)使(shi)得研究(jiu)采(cai)場(chang)應力(li)控(kong)(kong)制(zhi)和三(san)維空(kong)間(jian)結構成為可能。

新礦集團采用覆(fu)巖空間結(jie)構理(li)(li)論分析(xi)(xi)和“震動場—應力(li)場”一(yi)體(ti)(ti)化聯合監(jian)測(ce)技(ji)術結(jie)合,研究(jiu)采掘空間結(jie)構的應力(li)規律,其中高精(jing)度(du)(du)(du)多用途微(wei)(wei)地震監(jian)測(ce)系(xi)(xi)統—區(qu)域(yu)分析(xi)(xi),應力(li)在線監(jian)測(ce)系(xi)(xi)統—局部分析(xi)(xi)。一(yi)是宏觀上:采用高精(jing)度(du)(du)(du)微(wei)(wei)地震監(jian)測(ce)技(ji)術,對(dui)不同(tong)條件下采場宏觀礦壓(ya)規律重新研究(jiu),為(wei)確(que)(que)定頂(ding)板壓(ya)力(li)、導(dao)水范圍、煤(mei)層破裂范圍、底板破裂深度(du)(du)(du)和進行區(qu)域(yu)性(xing)動力(li)災害預警(jing)等(deng)提供依(yi)據。二是微(wei)(wei)觀上:以具體(ti)(ti)布置方(fang)式為(wei)研究(jiu)對(dui)象,在大量現(xian)場監(jian)測(ce)、工業性(xing)試(shi)驗基礎上,研究(jiu)不同(tong)條件下巷(xiang)道(dao)(dao)圍巖變(bian)形規律、側煤(mei)體(ti)(ti)裂隙(xi)發(fa)育規律、沿空巷(xiang)道(dao)(dao)變(bian)形機理(li)(li)及控制技(ji)術,為(wei)確(que)(que)定工作面的采動影響(xiang)距(ju)離、覆(fu)巖空間結(jie)構特征、確(que)(que)定合理(li)(li)的巷(xiang)道(dao)(dao)支護參數等(deng)提供依(yi)據。

2.切(qie)頂卸(xie)壓沿(yan)空留巷(xiang)圍巖變形(xing)過(guo)程分析(xi)

沿空留(liu)巷圍(wei)巖(yan)變(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)過程,具體可分(fen)為以下幾個階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan):第(di)(di)Ⅰ階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan),掘(jue)進變(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan),巷道(dao)(dao)開挖打破了(le)原巖(yan)應力平(ping)衡狀態,圍(wei)巖(yan)應力產生調整(zheng)。第(di)(di)Ⅱ階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan),掘(jue)進穩定階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan),巷道(dao)(dao)掘(jue)進引起的圍(wei)巖(yan)應力重新分(fen)布應力達到(dao)二次平(ping)衡。第(di)(di)Ⅲ階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan),一次采(cai)動(dong)變(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan),分(fen)超前采(cai)動(dong)變(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)和滯后采(cai)動(dong)變(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)兩(liang)個階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan)。超前采(cai)動(dong)變(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)主(zhu)要是受第(di)(di)一個工作面(mian)(mian)超前支(zhi)承(cheng)壓力影響,滯后采(cai)動(dong)變(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan)源于開采(cai)擾動(dong)。第(di)(di)Ⅳ階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan),留(liu)巷穩定階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan),沿空留(liu)巷的擾動(dong)應力源消失,圍(wei)巖(yan)變(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)趨于穩定。第(di)(di)Ⅴ階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan),二次采(cai)動(dong)變(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan),下一個工作面(mian)(mian)的回(hui)采(cai),沿空留(liu)巷圍(wei)巖(yan)重新受到(dao)超前支(zhi)承(cheng)壓力的影響,圍(wei)巖(yan)變(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)量急劇(ju)增加,直至該工作面(mian)(mian)推(tui)過后,留(liu)巷服務期結束(shu)。

(二)切(qie)頂卸(xie)壓(ya),合理切(qie)頂爆破參數(shu)選取和支(zhi)護工(gong)藝是成功留巷(xiang)的關(guan)鍵。

一是“切(qie)的(de)開”:實(shi)踐表明采(cai)空區頂(ding)(ding)板(ban)的(de)沿切(qie)頂(ding)(ding)排冒落(luo)的(de)及不及時、效果好不好,切(qie)頂(ding)(ding)爆破(po)參數的(de)選取(qu)是關鍵。定向(xiang)預(yu)(yu)裂(lie)聚能爆破(po),綜采(cai)工作面“Z型”切(qie)縫頂(ding)(ding)板(ban)控制(zhi)技(ji)術,在(zai)非(fei)設(she)定方向(xiang)上(shang)產(chan)生均勻壓(ya)力(li)(li),在(zai)設(she)定方向(xiang)上(shang)產(chan)生集中拉(la)力(li)(li),實(shi)現巖(yan)體定向(xiang)預(yu)(yu)裂(lie)切(qie)縫,有(you)效控制(zhi)采(cai)動(dong)壓(ya)力(li)(li)對(dui)留巷起始點的(de)影(ying)響(xiang),保(bao)障了留巷頂(ding)(ding)板(ban)“切(qie)得開”。

二是“拉的(de)(de)(de)(de)住”: 切(qie)頂(ding)沿空(kong)(kong)留巷(xiang)采(cai)(cai)空(kong)(kong)區側(ce)(ce)頂(ding)板(ban)為巷(xiang)道(dao)變形破壞的(de)(de)(de)(de)關鍵部位,在巷(xiang)道(dao)一次全(quan)錨(mao)(mao)索支護的(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)礎(chu)上,工(gong)作面回采(cai)(cai)前,采(cai)(cai)用恒(heng)阻大變形錨(mao)(mao)索加固巷(xiang)道(dao)靠近采(cai)(cai)空(kong)(kong)區一排側(ce)(ce)頂(ding)板(ban),通過恒(heng)阻大變形錨(mao)(mao)索加固采(cai)(cai)空(kong)(kong)區側(ce)(ce)頂(ding)板(ban),提高了(le)頂(ding)板(ban)巖(yan)層在實體煤(mei)側(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)抗彎(wan)矩能(neng)力(li)(li),有(you)效阻止了(le)頂(ding)板(ban)的(de)(de)(de)(de)離(li)層和錯(cuo)動;頂(ding)板(ban)巖(yan)層抗彎(wan)矩能(neng)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加限制了(le)基(ji)(ji)本頂(ding)向(xiang)采(cai)(cai)空(kong)(kong)區的(de)(de)(de)(de)旋(xuan)轉,減小了(le)基(ji)(ji)本頂(ding)對(dui)采(cai)(cai)空(kong)(kong)區側(ce)(ce)直接頂(ding)的(de)(de)(de)(de)擠壓力(li)(li),避免了(le)采(cai)(cai)空(kong)(kong)區側(ce)(ce)直接頂(ding)圍巖(yan)擠壓破碎,防止垮冒﹑漏冒現(xian)象的(de)(de)(de)(de)發生。

通過頂板變化規律研究(jiu),在(zai)留巷(xiang)巷(xiang)道(dao)頂板非采空區一(yi)(yi)排處二次施工注漿錨(mao)索加固(gu)支護(hu),漿體充填至裂隙(xi)和錨(mao)索孔(kong)徑內(nei),將破(po)碎圍巖(yan)粘(zhan)合(he)加固(gu),錨(mao)索實現全(quan)錨(mao),對(dui)頂板進行二次加固(gu)組(zu)合(he),形成(cheng)一(yi)(yi)個完整的穩定的“再生巖(yan)體”充分發揮了圍巖(yan)的自撐能力,提升沿(yan)空留巷(xiang)效果。

三是“封(feng)得好”:采(cai)(cai)用(yong)頂板充分垮(kua)落形成充填(tian)體(ti),配(pei)以(yi)U型鋼可(ke)縮性支(zhi)柱(工字鋼支(zhi)柱)和金屬網(wang)進行擋矸封(feng)堵(du)(du),取(qu)代(dai)了矸石(shi)袋(dai)、膏體(ti)等充填(tian)材(cai)(cai)料,避(bi)免(mian)了架(jia)(jia)后(hou)臨時支(zhi)護(hu)和人(ren)工堆(充)充填(tian)材(cai)(cai)料,杜絕了架(jia)(jia)后(hou)頂板對操作人(ren)員的(de)(de)威脅。為防止留巷采(cai)(cai)空區側漏風及有害氣體(ti)涌出,采(cai)(cai)取(qu)雙層風筒(tong)布防漏風技術措施(shi)或(huo)通過采(cai)(cai)用(yong)向頂板、煤幫噴涂快速密(mi)閉材(cai)(cai)料進行封(feng)堵(du)(du),達到了有效封(feng)堵(du)(du)采(cai)(cai)空區“封(feng)得好”的(de)(de)目的(de)(de)。

(三)在線監控,及時分析觀測數據優化設(she)計是成(cheng)功留巷(xiang)的保障。

一是(shi)強(qiang)化(hua)沿(yan)空(kong)留巷(xiang)數(shu)據觀測(ce)。強(qiang)化(hua)各類(lei)沿(yan)空(kong)留巷(xiang)數(shu)據觀測(ce),制定各類(lei)觀測(ce)方案,包括頂板離層(ceng)監(jian)(jian)測(ce)、留巷(xiang)表面位移觀測(ce)、錨索受(shou)力(li)和(he)變(bian)形量(liang)監(jian)(jian)測(ce)、單(dan)體支柱(或超(chao)后(hou)支架)受(shou)力(li)及縮量(liang)監(jian)(jian)測(ce)、超(chao)前(qian)應力(li)集(ji)中(zhong)(zhong)區監(jian)(jian)測(ce)、沿(yan)空(kong)側巷(xiang)幫側向(xiang)壓(ya)力(li)監(jian)(jian)測(ce)、瓦斯、CO及漏風監(jian)(jian)測(ce)等(deng)。在(zai)工作(zuo)面回采過(guo)程中(zhong)(zhong),對(dui)工作(zuo)面前(qian)方煤壁內超(chao)前(qian)應力(li)集(ji)中(zhong)(zhong)區監(jian)(jian)測(ce),掌(zhang)握(wo)采場超(chao)前(qian)應力(li)影(ying)響范圍及強(qiang)度。對(dui)巷(xiang)幫側向(xiang)壓(ya)力(li)的監(jian)(jian)測(ce),掌(zhang)握(wo)巷(xiang)幫側向(xiang)壓(ya)力(li)變(bian)化(hua)規(gui)律,監(jian)(jian)測(ce)數(shu)據實時傳(chuan)輸至(zhi)井上電(dian)腦(nao)終端(duan),用于系統(tong)分(fen)析應力(li)變(bian)化(hua)情況。

二是(shi)加強觀(guan)測(ce)資料(liao)的(de)分析(xi)(xi)(xi)應(ying)用(yong)。日常工作中加強觀(guan)測(ce)資料(liao)的(de)分析(xi)(xi)(xi)應(ying)用(yong),形成“初始(shi)設(she)計(ji)—數據(ju)觀(guan)測(ce)—修改(gai)設(she)計(ji)—再觀(guan)測(ce)—再修改(gai)”的(de)逐步完善(shan)程序。通過強化各類沿空留(liu)巷數據(ju)觀(guan)測(ce),分析(xi)(xi)(xi)留(liu)巷各種參數,不斷優化留(liu)巷各環節設(she)計(ji)。

新(xin)礦集(ji)團(tuan)自2017年(nian)開展(zhan)新(xin)型沿(yan)(yan)空留(liu)(liu)巷(xiang)以(yi)來有效(xiao)留(liu)(liu)巷(xiang)進(jin)尺36646m,通(tong)過(guo)觀測數據分析,巷(xiang)道(dao)(dao)頂底板平均變形(xing)量(liang)(liang)較原矸石(shi)帶壘砌(qi)留(liu)(liu)巷(xiang)減(jian)(jian)少(shao)200-350mm,兩幫平均移(yi)近量(liang)(liang)減(jian)(jian)少(shao)350-400mm,減(jian)(jian)小了(le)后期留(liu)(liu)巷(xiang)返修工(gong)程(cheng)量(liang)(liang),降(jiang)低工(gong)人勞(lao)動強度。新(xin)型沿(yan)(yan)空留(liu)(liu)巷(xiang)工(gong)藝應用范圍已(yi)擴展(zhan)到多數主采(cai)煤(mei)層,實現了(le)采(cai)區(qu)單翼逐面(mian)(mian)無縫接續,采(cai)區(qu)回收率(lv)提高了(le)9%,降(jiang)低了(le)掘(jue)(jue)進(jin)工(gong)程(cheng)量(liang)(liang),有效(xiao)緩解了(le)生產接續;零煤(mei)柱留(liu)(liu)設,消除煤(mei)柱應力集(ji)中,避(bi)免了(le)采(cai)掘(jue)(jue)相(xiang)互影響,降(jiang)低了(le)沖(chong)擊(ji)危險(xian);實現“Y型”通(tong)風,解決了(le)上隅角瓦斯超限,有利于災害防(fang)治,具有較大的社會經濟效(xiao)益。2019年(nian)新(xin)礦集(ji)團(tuan)規劃推廣新(xin)型沿(yan)(yan)空留(liu)(liu)巷(xiang)工(gong)藝留(liu)(liu)巷(xiang)25000m,力爭30000m。屆(jie)時,留(liu)(liu)巷(xiang)比例將占(zhan)全集(ji)團(tuan)公司(si)回采(cai)巷(xiang)道(dao)(dao)的20%左右,能有力保證工(gong)作面(mian)(mian)順序接續,簡化生產布局,合理控(kong)制(zhi)水(shui)平、煤(mei)層、采(cai)區(qu)、采(cai)掘(jue)(jue)工(gong)作面(mian)(mian)數量(liang)(liang) 。

二、智能化(hua)連(lian)采連(lian)充盤活了(le)淺部(bu)和各(ge)類煤(mei)柱(zhu)資源,實現了(le)老區礦井向淺部(bu)采場的轉移。

連采連充工藝(yi)是解放新礦集團(tuan)老區壓覆資源、消化巨量(liang)矸(gan)石(shi)、置換提升產能、實現安全生產的(de)重(zhong)要手段。在(zai)省內外示(shi)范工程帶動(dong)下,連采連充采煤法獲得國家煤監(jian)局和省煤監(jian)局領導的(de)認可,為(wei)技術推廣應(ying)用(yong)創造了條件,為(wei)應(ying)對新的(de)產業(ye)政(zheng)策風險和環保(bao)風險及(ji)實現重(zhong)大災(zai)害防治提供了技術支持。今年(nian)上半(ban)年(nian)新礦集團(tuan)五(wu)對礦井先后實施(shi)了連采連充采煤法,累計完成(cheng)充填開采以矸(gan)換煤量(liang)88萬(wan)噸。

(一)連(lian)采(cai)連(lian)充(chong)工藝研究

連采(cai)連充結合了美國、澳洲廣(guang)泛應用的短壁連續采(cai)煤技術(旺格維利采(cai)煤法),堅持(chi)采(cai)充同(tong)步(bu)設計,采(cai)為充,充為采(cai),追求兩者的協調高效。借鑒其短壁高效開采(cai)方(fang)法,利于頂板(ban)控制和(he)交替作(zuo)業;改造工作(zuo)面布置方(fang)式(shi),解決通風和(he)安全出(chu)口(kou)的問(wen)題。

裕(yu)興煤(mei)礦與中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)礦業大(da)學(北京)委托中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)煤(mei)炭工業協會組(zu)織(zhi)(zhi)了(le)“年產百萬(wan)噸(dun)連(lian)采(cai)連(lian)充(chong)(chong)(chong)工作面(mian)(mian)”技術(shu)鑒定,由三名(ming)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)工程院(yuan)院(yuan)士親(qin)自出席,給予(yu)“為(wei)綠色(se)開采(cai)提供了(le)技術(shu)支撐”和“國(guo)(guo)際(ji)領(ling)先”的評價。相關(guan)論文(wen)已多(duo)次在國(guo)(guo)際(ji)和國(guo)(guo)內期刊發表(biao)(biao),受到了(le)國(guo)(guo)內外普遍認(ren)可。在技術(shu)創新過程中(zhong)(zhong),新礦集(ji)團堅持了(le)“兼容并蓄(xu)、優化(hua)組(zu)合、核心突破(po)、目標(biao)引領(ling)、梯(ti)次遞進、良(liang)性循環”的研究(jiu)和實踐方法,已實現連(lian)采(cai)連(lian)充(chong)(chong)(chong)工作面(mian)(mian)“11553”生產組(zu)織(zhi)(zhi)目標(biao)模(mo)式,即“一(yi)面(mian)(mian)一(yi)機、月產5萬(wan)噸(dun)、充(chong)(chong)(chong)填(tian)5萬(wan)噸(dun)、用工30人(ren)”,其中(zhong)(zhong)用工包括地(di)(di)面(mian)(mian)至井下(xia)所有采(cai)煤(mei)、充(chong)(chong)(chong)填(tian)、檢修人(ren)員。通過充(chong)(chong)(chong)實率和充(chong)(chong)(chong)填(tian)強度兩大(da)關(guan)鍵指(zhi)標(biao)綜合控制,開采(cai)兩層煤(mei)合計(ji)(ji)12米厚,四年共計(ji)(ji)開采(cai)12個工作面(mian)(mian),測得地(di)(di)表(biao)(biao)最大(da)下(xia)沉(chen)值(zhi)200mm,均在地(di)(di)表(biao)(biao)沉(chen)降控制I級(ji)標(biao)準(zhun)范圍內。

孫村煤礦、翟鎮煤礦、協莊煤礦在新汶礦區薄及中(zhong)厚煤層(ceng)、應力集中(zhong)區、地表密(mi)集建筑群的(de)工廣和井筒壓覆煤層(ceng)中(zhong)建成連(lian)采(cai)連(lian)充工作面,重(zhong)點解決遺(yi)留煤柱回收難(nan)題。通過試采(cai),驗證(zheng)了對新汶礦區孤島煤柱充填開采(cai)的(de)可(ke)行(xing)性,連(lian)采(cai)連(lian)充實(shi)現了分(fen)塊(kuai)切割、小能量釋放、快速(su)充填接管頂(ding)板、強(qiang)度和密(mi)實(shi)度充分(fen)保證(zheng)等控制。

長城六礦應用連采(cai)連充采(cai)煤(mei)法(fa),重(zhong)點解決煤(mei)層傾角較(jiao)大(da)的問題。

(二)連(lian)(lian)采連(lian)(lian)充使用效果

新礦集團分別在省外新區和省內老區開展了試驗性開采,取得了較好效果。一是頂板管理方面。因連采連充實現了分段切塊式采煤,采后即充、全采全充、固體膠結,頂板管理是在全錨固基礎上再充填接頂,可以做到直接頂不斷裂,充填體在吸收和轉移應力方面比較有優勢,充填體與圍巖呈現“同步響應、共同增強”的響應特征更明顯。孫村煤礦充填面已在淺部煤柱試采半個工作面(10000m2),地面(mian)(mian)(mian)未(wei)觀(guan)測(ce)(ce)到下(xia)(xia)沉(chen),工(gong)作(zuo)面(mian)(mian)(mian)充(chong)(chong)填體充(chong)(chong)實(shi)率(lv)和強(qiang)度(du)分別達(da)到95%和6MPa,無任何(he)裂(lie)縫和片落。裕興煤(mei)(mei)(mei)礦(kuang)開采(cai)(cai)近五年來,安全(quan)采(cai)(cai)出煤(mei)(mei)(mei)炭400多萬噸,地表變(bian)形完(wan)全(quan)在設計范圍,實(shi)現了與生態園區的協(xie)調發展。二是(shi)防(fang)滅火(huo)管(guan)理(li)方面(mian)(mian)(mian)。裕興礦(kuang)全(quan)礦(kuang)井連(lian)(lian)采(cai)(cai)連(lian)(lian)充(chong)(chong),取消了自燃發火(huo)煤(mei)(mei)(mei)層(ceng)必備的注氮(dan)注漿和束(shu)管(guan)監測(ce)(ce)系(xi)統。三(san)是(shi)水害治理(li)方面(mian)(mian)(mian)。頂(ding)底(di)板上下(xia)(xia)三(san)帶縮減為一個弱緩沉(chen)帶,含水層(ceng)得到有效保(bao)護。四(si)是(shi)輔(fu)助(zhu)運輸方面(mian)(mian)(mian)。裕興礦(kuang)全(quan)礦(kuang)井連(lian)(lian)采(cai)(cai)連(lian)(lian)充(chong)(chong),輔(fu)助(zhu)運輸大幅簡化,一部單軌吊解決全(quan)礦(kuang)輔(fu)助(zhu)運輸問題。五是(shi)智能化建設方面(mian)(mian)(mian)。孫(sun)村煤(mei)(mei)(mei)礦(kuang)連(lian)(lian)采(cai)(cai)連(lian)(lian)充(chong)(chong)工(gong)作(zuo)面(mian)(mian)(mian)每個生產(chan)班(ban)只有6人,裕興礦(kuang)全(quan)礦(kuang)井每天下(xia)(xia)井總人數170人,年充(chong)(chong)填采(cai)(cai)煤(mei)(mei)(mei)百萬噸。

(三)全力(li)推進(jin)智能化高效連采連充工作面(mian)建(jian)設

智(zhi)能化高效連采連充(chong)(chong)工作,通過系列機(ji)器人和(he)配套自動化生產(chan)系統,實現工作面(mian)(mian)支(zhi)巷(xiang)采煤無(wu)人、充(chong)(chong)填無(wu)人,支(zhi)巷(xiang)作業快進(jin)快出快充(chong)(chong),科學設(she)計支(zhi)巷(xiang)斷面(mian)(mian),取消支(zhi)巷(xiang)頂(ding)幫支(zhi)護(hu),采煤效率將(jiang)大(da)幅(fu)提升。

1.做(zuo)好目標引領(ling)。規劃在新區(qu)建(jian)設(she)連采連充“11883”生產(chan)組織模(mo)式,即“一(yi)面一(yi)機、月產(chan)8萬(wan)(wan)噸、充填(tian)(tian)8萬(wan)(wan)噸、用(yong)(yong)工30人”的百人百萬(wan)(wan)噸連采連充工作(zuo)面。在老區(qu)建(jian)設(she)“11332”生產(chan)組織模(mo)式,即 “一(yi)面一(yi)機、月產(chan)3萬(wan)(wan)噸、充填(tian)(tian)3萬(wan)(wan)噸、用(yong)(yong)工20人”的高效連采連充工作(zuo)面。

2.做好裝(zhuang)備支(zhi)撐。下一(yi)(yi)步(bu)聚力(li)攻關(guan)智能化高效(xiao)連(lian)采(cai)(cai)連(lian)充(chong)(chong)(chong)工作面的關(guan)鍵技術(shu)(shu)研發,為(wei)提(ti)升連(lian)采(cai)(cai)連(lian)充(chong)(chong)(chong)采(cai)(cai)煤技術(shu)(shu)的安全(quan)性、適應(ying)性和(he)高生(sheng)產效(xiao)率做技術(shu)(shu)支(zhi)撐。重點研發:一(yi)(yi)是(shi)連(lian)續掘(jue)進(jin)機(ji)器人(ren),實(shi)現(xian)遠程可視化“一(yi)(yi)鍵啟動”自(zi)動截(jie)割操控;二是(shi)后配套(tao)連(lian)續運輸機(ji)器人(ren),實(shi)現(xian)全(quan)順槽連(lian)續運輸生(sheng)產不間斷(duan);三是(shi)充(chong)(chong)(chong)填(tian)(tian)下端(duan)頭(tou)液壓快速封(feng)堵(du)機(ji)器人(ren),實(shi)現(xian)充(chong)(chong)(chong)填(tian)(tian)安全(quan)高效(xiao)封(feng)堵(du)。四是(shi)充(chong)(chong)(chong)填(tian)(tian)上(shang)三角高效(xiao)密實(shi)充(chong)(chong)(chong)填(tian)(tian)機(ji)器人(ren),實(shi)現(xian)近水平煤層的高效(xiao)充(chong)(chong)(chong)填(tian)(tian)。

3.做好技術支持(chi)。充分(fen)發揮充填(tian)開(kai)采(cai)(cai)國家工(gong)程(cheng)實驗(yan)室(shi)作用(yong),聘請知(zhi)名專家、院士(shi)形成產學研(yan)有機(ji)結合(he)的(de)(de)科技創新體(ti)系(xi)。聚力(li)攻關大埋深(shen)、厚松(song)散(san)煤層和承壓(ya)水上開(kai)采(cai)(cai),以新巨龍公司(si)的(de)(de)鐵路下壓(ya)煤和趙官(guan)礦面對的(de)(de)承壓(ya)水威(wei)脅(xie),村莊及構筑物搬遷難度大、費用(yong)高、周期長(chang)的(de)(de)現狀(zhuang),在連采(cai)(cai)連充開(kai)采(cai)(cai)技術工(gong)藝方(fang)面進行積極探(tan)索(suo)和實踐(jian),突(tu)破(po)一批綠色開(kai)采(cai)(cai)的(de)(de)共性(xing)和關聯(lian)性(xing)技術問題。

三、新型主(zhu)動(dong)超前支護(hu)系統(tong)—— 提高回(hui)采巷道(dao)支護(hu)強(qiang)度,降低支回(hui)工(gong)作量和勞(lao)動(dong)強(qiang)度。

為提高工(gong)作(zuo)面超前主動支(zhi)護強度,實現(xian)上(shang)下端頭(tou)無人化作(zuo)業,新礦集(ji)團(tuan)顛(dian)覆思路(lu),反復論證和現(xian)場試驗,首次(ci)在(zai)采煤工(gong)作(zuo)面上(shang)、下兩(liang)巷(xiang)創(chuang)新應用(yong)了集(ji)頂板支(zhi)護、圍巖實時在(zai)線監(jian)(jian)測(ce)于一體,以“注漿錨索桁架粱+礦壓在(zai)線實時監(jian)(jian)測(ce)”為主要支(zhi)護方(fang)式(shi)和監(jian)(jian)測(ce)手段(duan)的新型超前支(zhi)護系統,并得到上(shang)級主管部門認可(ke)和兄弟單位的廣(guang)泛學習(xi)推廣(guang)。

(一)工藝概況

堅持以遵守規程(cheng)、安全可靠、積極穩妥三大原則為(wei)(wei)前(qian)提,在(zai)薄及中(zhong)厚(hou)煤層以“注漿錨索(suo)桁架粱(liang)+礦(kuang)壓(ya)在(zai)線實時監測(ce)”為(wei)(wei)主(zhu)要(yao)支(zhi)(zhi)護(hu)(hu)方式和監測(ce)手段(duan)的新型超前(qian)支(zhi)(zhi)護(hu)(hu)系(xi)統(tong),逐步替代了單體液壓(ya)支(zhi)(zhi)柱(zhu)、架棚等傳(chuan)統(tong)超前(qian)支(zhi)(zhi)護(hu)(hu)形式,提高了回(hui)采巷道支(zhi)(zhi)護(hu)(hu)強度(du),減少具有沖擊(ji)地壓(ya)等災害工作面兩巷用人,降低巷道返修量(liang)、兩巷支(zhi)(zhi)回(hui)柱(zhu)工作量(liang)和職工勞動強度(du)。

(二)使用效果

1.應用(yong)(yong)范圍廣。孫(sun)村、良莊、華(hua)豐、協莊、潘(pan)西、翟鎮、鄂莊、新陽、趙官、長(chang)城二(er)、長(chang)城三等(deng)13對礦(kuang)井(jing)30個工作面開展(zhan)了替代超(chao)前(qian)單(dan)體(ti)液壓支柱工作,應用(yong)(yong)了“注(zhu)漿(jiang)錨(mao)索+”新型超(chao)前(qian)支護(hu),提高了支護(hu)強度,減少(shao)生產用(yong)(yong)人(ren)。

2.應(ying)用效(xiao)果好(hao)。試驗(yan)“注漿錨(mao)索+”新型超前(qian)支護(hu)的工(gong)作(zuo)(zuo)面(mian)成功推采8000m,通過圍巖變形(xing)觀(guan)測,工(gong)作(zuo)(zuo)面(mian)平均(jun)頂底板移近量124mm。

3.降低勞動(dong)(dong)強度。13對礦井30個(ge)工作面累(lei)計單(dan)(dan)班(ban)取消超前(qian)支護工110人,平均單(dan)(dan)班(ban)單(dan)(dan)面減(jian)員3人,累(lei)計減(jian)少了支、回單(dan)(dan)體支柱46275棵(ke),降低了職工勞動(dong)(dong)強度,明顯改善作業環境。

4.監(jian)(jian)測手段(duan)齊全。為確(que)保“注漿錨索(suo)+”新型超前(qian)支護可靠性,多數礦(kuang)井(jing)普遍(bian)使用圍巖(yan)松動(dong)圈監(jian)(jian)測、巷(xiang)道(dao)表面位移監(jian)(jian)測、錨索(suo)受力監(jian)(jian)測、應力在線監(jian)(jian)測系(xi)統(tong)、微震監(jian)(jian)測系(xi)統(tong)、十字觀測、頂(ding)板離(li)層(ceng)儀監(jian)(jian)測等至少(shao)三種(zhong)以(yi)上(shang)監(jian)(jian)測手段(duan),確(que)保超前(qian)支護的安全可靠性。

5.釋放作業(ye)空間。成功推廣應用“全(quan)錨索+”新型超前(qian)(qian)支護系統后(hou),取消了傳(chuan)統超前(qian)(qian)支護,采(cai)煤工作面(mian)上、下兩巷空間明(ming)顯增大(da),利于(yu)單(dan)軌吊、卸(xie)壓鉆車等較大(da)設備運(yun)行至端頭(tou),同時(shi)滿足了安(an)全(quan)操作空間需(xu)求,便于(yu)安(an)全(quan)施工。

各位(wei)領(ling)導,雖然(ran)我們(men)在減人提效、科技創新等方面做了一(yi)些工作(zuo),取得一(yi)定成(cheng)效,但放眼(yan)當下,新技術層出(chu)(chu)不(bu)窮,新業態風起云涌,新模(mo)式百舸爭流(liu),創新驅動發展的戰略(lve)任重(zhong)道(dao)遠,許多課題(ti)剛剛提出(chu)(chu),許多難題(ti)需要攻(gong)關(guan)。我們(men)將(jiang)以此次會議(yi)為(wei)契(qi)機,認真(zhen)學習兄弟單位(wei)的先進做法和成(cheng)功經驗(yan),在能源集團堅強領(ling)導下,落實“謀久調優、內涵提升(sheng)”的工作(zuo)主體,以智慧礦山建設引領(ling)打造動能轉換、轉型發展新標桿,為(wei)能源集團打造全省(sheng)“首強”企業作(zuo)出(chu)(chu)積(ji)極貢(gong)獻(xian)。

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