第05版:能源

山西焦煤汾西矿业同富新煤业实施应用小煤柱开采、水力切顶卸压等新技术,实现了优质资源应采尽采——

【企业故事】智取乌金 绿色高效

  8月24日早班,一则令山西焦煤汾西矿业同富新煤业干部职工振奋的消息从井下传来——三采区开拓大巷全线贯通。这意味着矿井采掘接替紧张的困局被打破,接下来不仅有煤可采,全公司570多名干部职工的生活也进一步得到了有力保障。
  同富新煤业于2021年划转至汾西矿业,在体量上属于中小型矿井,服务年限仅剩10余年。自去年开始,该公司转变思路、先立后破,以优化设计、改进工艺为抓手,在大刀阔斧调整采区开拓大巷布局的同时,实施应用小煤柱开采、水力切顶卸压等新技术,彻底扭转了采掘接替紧张的被动局面,实现了优质资源应采尽采,走出了一条智取乌金的绿色高效开采之路。

破解采掘接替困局

  在煤矿,采掘接替紧张历来是一个老大难问题,而近几年,同富新煤业一直处于这样的困境。
  “采煤首先要掘进巷道,而我们卡在了起点上。三采区开拓大巷无法向前推进,如果持续停滞不前,矿井将无煤可采。”同富新煤业党总支书记、董事长闫永林坦言,按照设计,北辅运大巷及北胶带大巷两条开拓巷道需从附近村庄下方穿过,加之煤层埋藏浅,距地表不足50米,必须进行整村搬迁,原有的河道、水源井也将随着巷道的施工被破坏。
  如何破解这一难题?作为从业30年的采煤技术专家、教授级高级工程师,闫永林提出“绕道而行”,即施工两条联巷后,将两条开拓大巷平移至村庄外围下方,空出安全距离。
  思路一变天地宽。经过与设计院多次沟通,邀请专家现场会诊、论证,绕行方案最终被敲定,包括采区水仓、变电所及水泵房等设施的设计也同步进行了优化,并通过汾西矿业批复。
  “水仓一般设计在地势低洼处,之前我们将三采区水仓位置定到了北回风巷末端,但因坡度大,存在运输安全隐患。现在,水仓改建到三、四采区连接处,既符合地势要求,坡度也相对平缓,还能兼顾两个采区。”同富新煤业开掘队技术员贾志平说,一系列大刀阔斧的设计革新令工友们赞不绝口。
  如此一来,采掘接替难题迎刃而解,既避免了下穿河道给井巷带来的渗水风险,又保护了水资源,降低了搬迁及环境治理成本,可谓一举多得。

让乌金“颗粒归仓”

  布置小煤柱工作面,可多采36万吨煤炭,相当于增加了一个工作面的产量,这在同富新煤业是首次尝试。
  闫永林介绍,煤柱是煤炭开采时为了安全,在采面留下的不采的部分。留得越多,资源丢失也越多。随着技术的成熟,小煤柱、无煤柱开采已成为煤矿企业竞相应用的香饽饽。以往,同富新煤业留设的煤柱都是20米以上的大煤柱,初步估算,每1000米巷道至少损失煤炭资源15万吨。
  对于一座小煤矿而言,每一吨煤都弥足珍贵。同富新煤业决定在二采区2106工作面应用小煤柱开采技术,留设6米煤柱,并将后续采区设计为无煤柱开采。
  行业内一般将3米到8米的煤柱统称为小煤柱。据了解,小煤柱留设技术就是把工作面的顺槽布置在采空区的边缘,这样不仅能最大限度回收煤炭资源,还可降低围岩变形造成的冒顶、片帮等顶板事故发生的风险,减少支护成本。
  “这片资源处于煤田末端,原本因大面积断层而被弃采。如今,在进行地质补充勘探后,不仅能开采,还能通过留设小煤柱实现应采尽采。”同富新煤业生产科科长李小军说。目前,2106小煤柱工作面已布置完成,待开采完毕后,他们还将对二采区大巷的煤柱进行回收,预计可累计回收原煤90万吨,矿井服务年限将进一步延长。
  让乌金“颗粒归仓”,既要应采尽采,也要精采细采。同富新煤业通过开展技术创新,在三采区主运输巷道的源头自制加工了一套气动挡矸石装置,实现了煤与煤矸石分装分运,使精煤产率提升了2个百分点。

以“新”提质增效

  通常相对于埋藏深的煤层来说,埋藏浅的煤层具有开采工艺简单、难度较小的优势,同富新煤业却不尽然。
  “我们这里的煤层分布在最坚硬的K2灰岩中,且为褶曲发育,波浪起伏。”李小军形象地称之为“藏在大断层里面的过山车”。自2022年10月进入回采作业后的半年时间内,该公司2102工作面一直因悬顶、矿压显现等问题而举步维艰,甚至一度停产。
  李小军解释说,煤矿进行采煤作业时,随着工作面向前推进,后方会形成采空区,其顶板在重力的作用下自然垮落,封闭巷道,而一旦顶板不能随采随垮,就会造成大面积悬顶、矿压显现及瓦斯超限,当压力持续增大导致顶板一次性垮落时,将对巷道产生强大的冲击,后果不堪设想。
  又一道难题摆在面前,同富新煤业该如何破解?
  “向技术要效益。”该公司找到了破题的密钥。去年5月份,他们尝试采用水力预裂切顶卸压技术,通过钻孔、封孔、高压水压裂、保压注水等工艺,为顶板减压,使其分层垮落。
  闫永林举例说,汽车浸没在水中时,水对车门的压力是1个标准大气压,而高压水的压力相当于600个标准大气压,可以有效压裂岩体。这一技术不仅卸压效果好,施工效率高,其间也不会产生有毒有害气体及震动,已经被诸多煤矿所采用。目前,2102工作面已顺利回采1500米,即将进入收尾阶段。
  一项项先立后破的硬核举措,激活了同富新煤业,使其走上了高质量发展的快车道。

本报记者张毅 本报通讯员韩若楠 张文军

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