一场“沿”与“留”的革命
2025年04月11日
字数:2361
版次:02
在全国首个亿吨级、两亿吨级安全高效绿色煤炭生产基地——神东煤炭,一项颠覆传统采煤模式的技术革新正在改写行业历史。7个矿井成功实现薄煤层工作面沿空留巷工艺的首次工业化应用,标志着我国煤炭开采技术向智能化、集约化方向迈出关键一步。
走进神东煤炭寸草塔矿井下作业现场,映入眼帘的是一排排整齐的人工柔模墙,它们不仅是工艺创新的直观体现,更是煤炭高效开采的关键支撑。
“快!再检查一遍柔模挂设的角度,误差不能超过5厘米。”初春的一个深夜,寸草塔矿31109工作面内,综采队队长郝月飞的声音在巷道中回荡。这是寸草塔矿首次在薄煤层中尝试沿空留巷工艺,而今晚,正是最关键的一环——工作面过集中煤柱区的柔模浇筑。
“郝队,底鼓又开始了。”说话间,只见底板像被无形的手推起,逐渐隆起,柔模墙也开始出现细微的裂痕。这是集中煤柱区的典型特征——底鼓、片帮、墙体开裂,每一项都可能让整个工作面陷入瘫痪。
郝月飞果断下令,迅速组织职工们一点点挖开巷道副帮侧的泄压槽,集中应力逐渐释放。与此同时,技术骨干陈鑫带着团队开始加固柔模墙,将原本的对拉锚杆升级为高强度锚索,混凝土标号也从C30提升至C40。终于,随着最后一车混凝土浇筑完成,144米的集中煤柱区安全通过。
郝月飞长舒了一口气,拍了拍那堵银灰色的柔模墙,笑着说:“这堵墙,就是咱们的‘钢铁长城’。”
31109工作面的成功,不仅是一次技术突破,更是一场开采哲学的革新。寸草塔煤矿在项目中实现了两大行业首创:一是装备革命,公司首套薄煤层交叉侧卸式三机装备投入使用,卸煤效率提升30%;二是工艺颠覆:变传统的“沿顶破底”为“沿底破顶”,彻底解决了支架空顶距离过大的隐患。
“新设备与‘低采高+沿空留巷’工艺的完美结合,不仅是技术的胜利,还是责任与担当的体现,让我们成功开采出以往难以触及的煤炭资源。这对企业而言,直接带来了产量和效益的双增长,实现了资源的最大化利用。另一方面,从宏观角度看,对国家能源保障意义重大,有效避免了煤炭资源的浪费。”该矿党委书记、矿长杜科科介绍道。
回想起项目启动时的情景,郝月飞依然感慨万千。 2025年1月1日,31109工作面正式投产,这是寸 草塔矿首次在中厚偏薄煤层工作面尝试沿空留巷工 艺,这片区域煤层厚度仅在1.3至1.5米之间,地质构 造带多,开采难度非常大。 这支综采队刚刚完成补员,面对新员工占比超 40%、新型柔模浇筑工艺首次应用、交叉侧卸式三机设 备全新技术投用的“三新”挑战,郝月飞带领团队开始 了“取经之路”。他们先后前往乌兰木伦矿、大柳塔矿 等单位,学习柔模浇筑、单元支架操作等技术细节。 回到矿上,队里结合31109工作面地质条件,制定了详 细的施工方案:柔模挂设误差不超过5厘米,单元支架 间距精确到2米,挡矸支架的拉移必须动态校准…… 每一个细节都被反复推敲。 今年2月,寸草塔矿留巷段因上覆集中煤柱影 响,遭遇严重技术挑战。局部区域出现底鼓、片帮、 砼墙压裂及气体浓度异常等问题,导致巷道断面缩 小,车辆通行受阻,综采工作面柔模浇筑工作面临巨 大困难。为确保施工进度,煤矿紧急将混凝土泵输送 泵车转移至31109运顺,并采取多项应急措施应对巷 道变形。 郝月飞介绍道:“支架搬运车因巷道高度不足无 法通行,员工们不得不手动进行起底作业。出煤柱期 间,巷道断面变化剧烈,重型起底车辆初期无法进入,
装载机必须多次往返协助清理。在留巷段38至85号柔模范围内,144米的区域均进行了起底处理,平均起底量达0.6米,局部地段甚至反复起底4次。”
“过集中煤柱就像一只‘拦路虎’。”郝月飞表示,“巷道底鼓严重,支护作业困难重重,安全隐患无处不在。沿空留巷技术对我们来说是全新挑战,缺乏成熟经验,导致开采进度缓慢,效率远低于预期。”
为解决技术瓶颈,寸草塔矿主要负责人带领队伍不断在基层实践中优化开采流程,最终制定出一套“沿空留巷过上覆应力集中煤柱的作业安全技术措施”,通过对顶板离层区域注入高分子材料加固,对巷道片帮严重区域进行补强支护,提高混凝土强度等一系列综合治理措施,成功恢复工作面生产,开采工作重回正轨。
功夫不负有心人,工作面投产即达标,柔模墙浇筑长度突破760米,工作面产量稳步提升。
“沿空留巷过上覆应力集中煤柱的作业安全技术措施”的成功应用,显著降低了巷道围岩压力,减少了巷道变形,在二次使用时维护量小,节约了巷道维修时间和成本。同时,应用此项技术措施后,可少掘进一条巷道,不仅降低了生产成本,缓解了矿井采掘接续紧张的局面,缩短了采掘接续时间,而且还提高了煤炭资源回收率,避免了由于留设煤柱而导致的资源浪费问题。按照设计多回收15米煤柱,柔模墙每浇筑1米可回收约28吨煤炭资源。
沿空留巷技术的成功应用,不仅带来了显著的经济效益,还产生了深远的社会和生态效益。
——经济账:吨煤成本下降8.6元,资源回收率提升至98.2%。通过减少巷道掘进和维护成本,项目累计节约资金超2000万元。
——安全账:顶板事故风险降低76%,单班作业时长缩短2小时。智能工作面的应用,让工人远离高风险作业区域,真正实现了“少人则安”。
——生态账:地表沉降控制精度达毫米级,矸石综合利用率突破90%。通过矸石就地充填,减少了地面矸石堆积,保护了矿区生态环境。
截至目前,31109工作面已减少巷道掘进9000米,多回收煤炭资源34万吨,直接经济效益超320万元。
站在新采高的起点,寸草塔矿的目光已经投向更远的未来。杜科科说:“团队正在研发巷道变形自修复柔模材料,同时加大工作面无人化、智能化技术的应用,接入地面远程操控设备,通过大力改善员工作业环境,让每厘米薄煤层都释放绿色动能,为行业提供更多可复制的经验。”
夜幕降临,矿区的灯火依旧明亮。地下千米处,那堵银灰色的柔模墙静静伫立,仿佛在诉说着矿工的智慧与坚韧。从“跟跑”到“领跑”,寸草塔矿一场关于“沿”与“留”的技术革命正在悄然上演。多采1吨煤,留住一抹绿,沿空留巷技术的应用不仅“沿”出了煤炭开采的新动能,更“留”住了绿色发展的可持续未来。