—— 王莊煤礦沿空留巷順序開(kāi)采技術(shù)獲獎(jiǎng)的背后

“堅(jiān)持創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展，以科技創(chuàng)新破解企業(yè)發(fā)展難題、培育新質(zhì)生產(chǎn)力，持續(xù)推動(dòng)企業(yè)由資源依賴(lài)型向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)型轉(zhuǎn)變，不斷增強(qiáng)以科技創(chuàng)新支撐引領(lǐng)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的能力。”集團(tuán)第一屆科學(xué)技術(shù)大會(huì)再次吹響“以關(guān)鍵變量撬動(dòng)強(qiáng)勁增量”的創(chuàng)新創(chuàng)造號(hào)角。

王莊煤礦順勢(shì)而為，乘勢(shì)而上，始終將創(chuàng)新理念根植于內(nèi)心、體現(xiàn)在行動(dòng)上、落實(shí)在工作中。在能源短缺的大背景下，主動(dòng)服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略，緊跟集團(tuán)部署，創(chuàng)新大采高綜放工作面沿空留巷圍巖控制理論，應(yīng)用雙層約束混凝土柱式沿空留巷技術(shù)，創(chuàng)新柱式沿空留巷立體隔離防漏風(fēng)技術(shù)并付諸實(shí)踐成功推廣，在取得煤炭資源回收率顯著提升、創(chuàng)造實(shí)實(shí)在在效益的同時(shí)，還在我國(guó)綠色無(wú)煤柱開(kāi)采上積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，具有重要的指導(dǎo)意義。

從“0”到“1”的突破  

王莊煤礦是集團(tuán)下屬的一座現(xiàn)代化礦井。井田面積79.6806平方公里，現(xiàn)采煤層為3#號(hào)煤層。1966年12月建成投產(chǎn)。在國(guó)家增產(chǎn)保供的大背景下，無(wú)法滿(mǎn)足高位生產(chǎn)組織。如何在村莊搬遷、下組煤開(kāi)發(fā)及充填開(kāi)采的同時(shí)，還能有效提高現(xiàn)有資源回收效率？成為該礦領(lǐng)導(dǎo)班子一個(gè)亟須研究解決的課題。

“采用順序開(kāi)采模式，能提前1年完成下一個(gè)工作面巷道布置，既避免動(dòng)壓掘進(jìn)小煤柱巷道投入，又增加了10米煤柱的回收收益，還能有效緩解礦井可采儲(chǔ)量不足的狀況，充分回收現(xiàn)有煤炭資源。”該礦礦長(zhǎng)楊計(jì)先回想起推行 “墩柱+柔?！毖乜樟粝颵型通風(fēng)順序開(kāi)采技術(shù)時(shí)說(shuō)道。

眾所周知，沿空留巷技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)煤柱開(kāi)采、減少巷道掘進(jìn)量，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。同時(shí)，沿空留巷也是集團(tuán)的重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。我國(guó)現(xiàn)有沿空留巷模式主要為傳統(tǒng)式、膏體充填、高水材料充填及柔模混凝土充填等方式?，F(xiàn)有比較成熟的厚煤層沿空留巷工藝為柔?；炷潦┕すに?。

 “基于91-101風(fēng)巷沿空留巷過(guò)程中墩柱沿空留巷較柔模留巷支護(hù)強(qiáng)度高，采空區(qū)封閉效果差的情況，我們想了很多辦法?！痹摰V生產(chǎn)礦長(zhǎng)靳蘇平說(shuō)。

如何做到支護(hù)效果好和支護(hù)成本低？該礦領(lǐng)導(dǎo)班子帶領(lǐng)精英骨干分別赴漳村煤礦、常村煤礦等單位對(duì)標(biāo)學(xué)習(xí)柔?；炷亮粝?。通過(guò)詳細(xì)分析研判，發(fā)現(xiàn)墩柱作為一級(jí)支護(hù)體控制頂板變形量，柱間柔模混凝土作為二級(jí)承載體輔助支撐頂板，如果采用墩柱+柔模沿空留巷新工藝模擬建筑框架+磚混結(jié)構(gòu)力學(xué)，柔模沿空留巷可看成磚混結(jié)構(gòu)，優(yōu)勢(shì)明顯。    

王莊煤礦為了最大限度提高回收煤炭資源效率，經(jīng)過(guò)反復(fù)考察調(diào)研論證，率先在91-1區(qū)域?qū)嵤┝硕罩?柔模沿空留巷順序開(kāi)采技術(shù)，預(yù)計(jì)可釋放儲(chǔ)量127.1萬(wàn)噸，可減少掘進(jìn)工程量13700米，實(shí)現(xiàn)了從“0”到“1”，從“無(wú)”到“有”的突破。

逐步完善  取“經(jīng)”成巷

理論千般好，實(shí)踐百樣態(tài)。

在理論和實(shí)踐之間，隔著“實(shí)施”的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隊(duì)組是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的主體，如何科學(xué)高效組織施工、實(shí)現(xiàn)支護(hù)成效最大化是最棘手的問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的跟班與寫(xiě)實(shí)，該礦技術(shù)科研人員摸索出施工的三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：一是底板巖性探測(cè)及超前泥巖底板改性；二是混料源頭控制配比，料場(chǎng)規(guī)范化布置；三是尾巷常態(tài)化拉底，保證通風(fēng)有效斷面。

穩(wěn)有舉措，進(jìn)有標(biāo)尺。為了使這項(xiàng)技術(shù)更加可行，該礦還與中國(guó)礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與土木工程專(zhuān)家一起制定技術(shù)方案和可行性報(bào)告，并在接下來(lái)的工作中制定現(xiàn)有墩柱+柔模施工標(biāo)準(zhǔn)及作業(yè)流程，明細(xì)施工標(biāo)準(zhǔn)及日常考核管理；2022年3月18日，又赴余吾煤業(yè)公司調(diào)研其運(yùn)巷沿空留巷模式；成立專(zhuān)班管理，不斷強(qiáng)化墩柱+柔模施工過(guò)程管控，制定墩柱+柔模沿空留巷施工專(zhuān)班管理方案，強(qiáng)化對(duì)日常施工過(guò)程管理及日常巡查管控；確定91-103運(yùn)巷留巷模式及支護(hù)參數(shù)，逐月做好施工流程改進(jìn)及工藝調(diào)整，“墩柱+柔?！毖乜樟粝颵型通風(fēng)順序開(kāi)采技術(shù)初具規(guī)模。

沒(méi)有最好，只有更好。針對(duì)沿空留巷復(fù)用能達(dá)到更好效果，2023年5月8日，該礦組織赴漳村煤礦對(duì)標(biāo)學(xué)習(xí)了沿空留巷復(fù)用施工組織，對(duì)端尾底鼓管控及運(yùn)巷側(cè)同步留巷施工工藝進(jìn)行了學(xué)習(xí)，完善并制定該礦91-208工作面回采過(guò)程中留巷及巷道復(fù)用及超前修復(fù)組織。

“‘墩柱+柔?！乜樟粝颵型通風(fēng)順序開(kāi)采在王莊煤礦應(yīng)用到2024年7月22日，91-105風(fēng)巷墩柱＋柔模施工長(zhǎng)度已達(dá)2323米。我們于2024年9月份開(kāi)始對(duì)91-103工作面運(yùn)巷留巷，91-105風(fēng)巷準(zhǔn)備進(jìn)行回采復(fù)用?！痹摰V生產(chǎn)中心副主任、開(kāi)拓科科長(zhǎng)方慶生說(shuō)。

據(jù)了解，該礦針對(duì)沿空留巷施工過(guò)程中暴露出的難點(diǎn)，積極進(jìn)行攻關(guān)，持續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì)及施工標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)沿空留巷實(shí)際需要，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)集中暴露的施工質(zhì)量環(huán)節(jié)，重點(diǎn)制定了18條必須強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，20條日常標(biāo)準(zhǔn)，8條試行標(biāo)準(zhǔn)。保證施工質(zhì)量、尾巷斷面、材料供應(yīng)、鋼管施工質(zhì)量、端尾三角區(qū)管控等方面管控到位、促進(jìn)完善現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的技術(shù)、管理難題，最終形成可復(fù)制、可推廣的“王莊經(jīng)驗(yàn)”“王莊樣板”。

目前，王莊煤礦“墩柱+柔模”順序開(kāi)采沿空留巷技術(shù) （大采高綜放面核心約束混凝土安全高效空間留設(shè)關(guān)鍵技術(shù)）成果獲得了中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)二等獎(jiǎng)、山西省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。并在郭莊煤業(yè)公司、常村煤礦、余吾煤業(yè)公司和山東單縣豐源實(shí)業(yè)有限公司張集煤礦等單位進(jìn)行了推廣，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。同時(shí)，該項(xiàng)目已成為集團(tuán)的重點(diǎn)示范工程，相關(guān)成果也成為集團(tuán)工藝設(shè)計(jì)的重要參照。

  （文 孟濤濤 矯治 方慶生）

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