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山焦汾西中兴煤业:新技术助力矿井安全高效生产

作者:
李益贤
来源:
《中国煤炭工业》杂志
发布时间:
2020/01/08
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“下一步我们要在回采工作面的初采、初放、沿空留巷、上隅角悬顶等应力集中全面推广应用这个项目。这个项目具有操作简单、投资小、效果显著等特点,在山西焦煤集团的类似矿井或同类矿井具有很多的推广价值,为智能化工作面的建设和智慧矿山建设做出应有的贡献。”山西焦煤汾西矿业中兴煤业公司总工程师勾金文满怀信心地说。

中兴煤业针对沿空巷道悬顶宽度增大、顶板断裂不理想、顶底板移近量和两帮变形量大,巷道维护量增大以及支护成本高的实际情况,在1209沿空留巷实施了水力预裂超前切顶护巷技术试验,取得了一定效果。

中兴煤业是山西焦煤汾西矿业的主力生产矿井之一,地质条件复杂,矿井煤层多,具有高低压、高含量、高压力、低渗透性“三高一低”特点,瓦斯治理和顶板管理难度较大。2019年6月,中兴煤业采用无煤柱开采技术,积极开采保护层,消除应力集中区和瓦斯治理的空白区。在此过程中,由于沿空留巷压力大、巷道变形严重,造成维修工程量增多,给矿井安全生产带来诸多不利,为此,中兴煤业引进了水力预裂超前切顶护巷技术,并在1209综采工作面进行试验应用。此项技术由水力预裂超前切顶卸压技术和注浆锚索加固护巷技术共同配合使用。中兴煤业综采二队技术员王政介绍到:“技术原理是通过提前在超前工作面向采空区顶板岩层施工钻孔,注入高压水,利用高压水的压力,使顶板岩层产生裂隙形成采空区侧定向预裂顶板,破坏基本顶岩层的完整性,切断了顶板的应力传递,解除了高应力环境的危险。后期再在工作面超前支护外,施工注浆锚索护巷技术,保证充填墙体顶板的稳定性和巷道的支护强度。”

此项技术试验应用分三个阶段进行,第一阶段从2019年6月15日开始,在1209运巷施工水力切顶钻孔42个,平均孔深29m,11月13日1-42#孔全部进入留巷,截至12月23日42#孔已进入留巷140m。第二阶段从9月22日开始,在1209运巷300m处往外施工注浆锚索,共施工注浆锚索492根,目前工作面已推进至注浆锚索区域130m。第三阶段就是两项技术共同作用阶段。“通过水力预裂超前切顶护巷这项技术的运用,对留巷起到了明显的护巷效果,有效解决了顶板悬顶,降低了巷旁墙体的压力,加强了超前支护及留巷的支护强度,减小了巷道变形及返修率,降低了充填墙体和留巷的维护难度。”中兴煤业生产技术科科长时勇说道。

通过对比1209工作面水力预裂超前切顶护巷技术试验段和非试验段现场情况,水力压裂段墙体压力较传统沿空留巷墙体压力降低约23%,注浆锚索段墙体压力较传统沿空留巷墙体压力降低约33%,两项技术共同试验段墙体压力较传统沿空留巷墙体压力降低约38%。这解决了采动及冒落区上覆岩体动压对沿空留巷造成压力增大的影响问题,对巷道保护起到明显成效,为矿井安全生产提供了强大的保障。

作者单位:山西焦煤汾西矿业集团  责任编辑:邵冰锋

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