峰峰集团“覆岩隔离注浆充填”技术取得显着成效
冀中能源峰峰集团“覆岩隔离注浆充填”技术在大社矿成功应用,保证了矿井生产的正常衔接和煤炭产量的完成,取得了显着成效。
采煤难题亟待破解
建筑物下采煤一直是困扰我国煤矿公司的重大问题。由于矿区资源的逐渐枯竭,建筑物下采煤逐渐受到关注。因此,建筑物下压煤的成功开采,对提高煤炭资源利用率,缓解矿井资源紧张局面具有重大意义。
该集团大社矿自1959年投产至今,已开采60余年,随着可采储量日趋减少,“叁下”开采煤量所占比重越来越高,矿井稳产面临极其严峻的挑战。因此,解放煤柱下压煤,是该矿井持续发展的一项重要举措。
该集团经过反复实践,研究探索出了条带开采法、协调全采法和膏体充填法等,并成功应用于生产实践。不过虽然“充填”是源头减损开采技术,但考虑到在大社矿的采煤效率、投入、技术等问题,始终限制着其进一步推广。
攻坚克难突破瓶颈
为了解决“叁下”采煤遇到的难题,该集团联合中国矿业大学根据大社矿开采区的地质和岩层条件,开展了覆岩离层注浆充填技术研究并进行应用,既满足了对村庄民房的保护又实现了村庄不搬迁条件下压覆煤炭资源的安全开采。
该集团先后在大社矿921102、921203工作面开展覆岩离层注浆充填工作,即通过地面钻孔,向其下方封闭的离层腔体内高压灌注粉煤灰,产生“压下托上”作用,将关键层下方碎胀岩体压实形成支撑体,阻止关键层破断,控制地表沉陷,减小和消除工作面回采对地表建筑物的破坏,对其实现有效保护,释放村庄压覆的煤炭资源,不仅避免了资源浪费,还保证了生产的正常接替。不但让村庄压煤的“老大难”不再难,而且有效缓解了矿井生产接续压力,破解了制约公司发展的瓶颈。
该集团在大社矿应用“覆岩离层注浆充填”技术后,921102、921203、921105等多个工作面采出压覆煤炭资源近百万吨。突破了峰峰矿区“叁下”压煤开采技术难题,促进了高效率低成本充填采煤技术的重大进步。同时,有效保护了工作面的地面村庄,解放压煤资源,减少耕地损失,解决了采用其他“叁下”开采方法不能解决的“叁下”压煤开采问题,沉降控制效果良好,缓解了矿井的采掘接续紧张局面。实现资源开采和地方经济的协调发展,取得了巨大的社会效益。
持续发力勇于创新
今年以来,该集团大社矿921103工作面地面民房密集程度高,以往的垂直注浆钻孔已无法满足工作面正常注浆充填,在结合分支水平钻孔技术的基础上,提出了钻孔偏斜距离达到100尘的创新思路,根据偏斜钻孔受工作面回采期间的变形压力破坏形式,反向施工大偏斜钻孔,成功填补了地面无施工钻孔条件的空缺,成功利用偏斜距110尘的注浆钻孔对离层区进行了充填,控制了地面下沉值,保证了矿井正常生产衔接。
下一步,该集团“覆岩隔离注浆充填”技术将在羊东矿的村庄煤柱、孙庄采矿有限公司的村庄煤柱以及九龙矿1505工作面陆续实施。同时奋力攻关200尘超宽不规则工作面无煤柱注浆充填,该技术创新技术研究成功后,会为煤矿建筑物下压煤储量提供新的技术服务。
为了解放埋深较浅、回采煤层较厚村庄建筑物下压煤资源,峰峰集团拟采用连采连充(膏体)和短壁工作面矸石充填方法,这项技术现在已在内蒙和山东试验成功,不但可以解放传统方法无法开采的煤炭资源,还可以消耗大量矸石,实现矸石不升井,保护生态环境。
(峰峰集团 杨莎莎 韩小庆)