攻坚克难 守护矿井安全 ——皖北煤电陕西金源招贤矿业矿压治理纪实
矿压治理是煤矿安全生产中的重要环节,推进矿压治理是企业发展新质生产力的具体行动。近年来,随着地质条件的复杂化,高地应力、冲击地压、巷道变形等矿压问题日益突出,成为制约煤矿高效安全发展的关键因素。招贤矿业公司坚持重大灾害治理一体化原则,以矿压防治为中心,优化矿井生产布局、创新卸压支护协同技术、强化智能化监测预警系统、提升从业人员专业素质,构建“区域超前防范﹣动态实时监测﹣分级精准管控”三位一体的矿压综合防控体系。推动矿压治理由“被动应对”向“主动防控”根本转变,实现了矿井安全生产高质量发展目标。由“被动应对”向“主动防控”招贤矿业位于宝鸡市麟游县境内,井田北与徐矿集团郭家河井田相接,其余三个方向均以3煤零边界线为界。矿井2012年11月开工建设,2019年11月通过竣工验收,矿井为高瓦斯矿井,水文地质“复杂”,回采的3煤及其顶底板具有弱冲击倾向性,其中一采区为中等冲击危险,二、四采区均为弱冲击危险。据生产技术部副部长刘传玉介绍,矿压治理的难点在于地质条件复杂,巷道应力集中,矿压显现明显;采动应力集中,围岩变形显著;巷道穿煤施工,围岩失稳返修;冲击能量积聚,围岩瞬时破坏。多灾害耦合叠加,早期未做到协同防控。招贤矿业公司通过召开矿压治理推进会,强化责任分工和技术保障体系建设,确保矿压治理任务有序推进。建立技术保障体系,通过完善技术标准规范和流程,加快技术成果转化,集中优势资源开展专项攻关,提升矿压治理效果。加强过程管控,严格对标年度矿压治理规划,科学排定任务,强化过程管控,确保治理目标实现。该矿建立了“地质力学分析监测预警系统”基础支撑体系,“主动防控技术支护强化技术”技术防控体系,“责任落实机制人才保障机制”管理执行体系。在地质力学分析方面,充分利用三维地震解释成果以及二、四采区井上下钻孔资料,分析研判采掘区域地质构造条件,科学指导二、四采区工作面及巷道设计。精准实施井下钻探,积极采用井下定向钻孔超前地质探查,做到钻孔设计合理、轨迹控制精准、资料分析及时;在监测预警系统方面,建立完善综合管控平台,实现矿压监测数据与矿井微震、瓦斯、离层水监测数据系统相融合,认真落实“监测-分析-处置-反馈”工作程序,回采工作面坚持综合日分析制度,巷道矿压监测坚持周分析月总结制度,准确掌握巷道围岩及矿压变化规律;建立了人才保障机制,注重矿压防治技术团队培养,常态化开展矿压治理交流活动。建立矿压治理人才库,由专业副总牵头推进矿压治理自主攻关课题。建立专业化注浆加固修护队,配备高压注浆泵+风动定量搅拌桶+视频监控。
由局部治理到系统防治地面水力压裂技术是招贤矿业矿压治理工作案例之一,招贤矿业一采区回采工作面采用“立体式、全方位”卸压方式,其中顶板预裂爆破降低顶板关键层岩体完整性,减小了周期来压步距和强度,降低了顶板“三带”发育高度,达到冲击地压和顶板离层水害综合防治的效果。2023年10月取消火工品,招贤矿业率先在永陇矿区引进地面水力压裂技术超前预裂顶板,在二采区首采2306工作面应用。从压裂效果来看,2306工作面回采至结束,期间共经历100次来压,1次初次来压、6次见方来压、93次周期来压。工作面自回采以来累计推进1521m,日均推进3.6m。期间共监测到微震事件4556起,日均10起,日均能量3.74E+03J,每刀能量8.32E+02J,3次方能量事件215起,日均0.5起;未监测到4次方及以上能量事件。与1303、1302、1305工作面对比,2306工作面回采期间日均总能量、最大能量、日均频次均明显下降。日均能量下降91%~96%,每刀能量下降94%~98%,最大能量下降70%~96%,日均频次下降75%~81%。现场“煤炮”频次少,无较大声响。2024年9月29日,国家矿山安全监察局陕西局组织召开全省冲击地压矿井地面井水力压裂技术防治冲击地压灾害现场推进会。全省煤矿安全监管部门负责人,全省冲击地压煤矿的上级公司负责人、煤矿总工程师及相关科研单位专家等出席了会议。会上,招贤矿业就地面水力压裂技术的应用效果进行了经验交流介绍,陕西局给予了高度评价。
在《综放工作面大孔径深孔超前注浆治理断层技术应用与实践》课题中,招贤矿业坚持“分析探查、超前治理,优化设计、精细管理”的原则,与西安研究院合作,以三维地震勘查、槽波精细探查两种方式,采用大孔径深孔“一孔多用”技术用于超前探查,高压劈裂注浆治理断层构造带,分超前治理和工作面加固两个阶段注浆,变过断层为治断层。地质部门超前预测、技术部门精准设计、生产部门执行落实、监管部门(安监、通防)过程管控、调度部门调度考核。本着“控顶固底、提高煤质及回收率”的原则,每2天探查工作面顶、底煤厚度,10架一组,防治水办公室技术人员每周全过程跟班探查2次。在工作面断层揭露处,分别在断层上、下盘5架范围内增加1组并绘制工作面剖面图。当断层面附近注浆加固盲区顶板破碎且无法通过控制层位避开时,采用在架前铺网的方式控制顶板,严防架前掉顶、减少架后漏矸,同时采取停车拉架、专人观察架后漏矸情况等措施,有效的控制了采放高度。全力做好多灾害协同治理,离层水治理“应疏尽疏”、防治冲击地压“应卸尽卸”、瓦斯治理“能抽尽抽”、防灭火“快推堵漏”,确保工作面无水、无冲正规循环开采。坚持日分析与现场动态调控,每天召开日分析、形成日报;现场每5架挂牌管理,通过回采验证,工作面断层面煤壁齐整,断层影响范围内顶板及工作面煤壁得到有效控制,未出现片帮和掉顶现象。
“下一步,招贤矿业将优化采掘布局,源头解决应力集中问题实现二、四采区之间良性跳采。强化质量管控,实现失修巷道动态清零,深化示范引领,每年建成1项矿压治理示范工程,2025年建成矿压治理示范矿井,2026-2027年保持示范矿井水平,2027年底建成矿压治理中心,做到机构健全、制度完善、人员到位、管控有效,形成一批可复制、可推广的矿压治理成果。”招贤矿业总工程师杨眷向笔者介绍了矿压治理的下一步规划。(吴琼)
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