2024年06月24日
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“创”无止境解难题 向“新”而行赋动能——晋能控股装备制造集团长平公司技术破局守护矿井安全生产

2024-06-11 16:33:24 来源:记者观察网

记者观察网山西6月11日电(记者 明文 通讯员 牛东方 韩孔睿)五月的长平,活力奔涌。从顶板防控到瓦斯治理,从“结构复杂巷道顶板灾害层次防控机理及技术”被评为国际先进水平,到无机柔性封孔高浓度瓦斯高效抽采入选国家首批煤矿瓦斯高效抽采利用、煤层气勘探开发示范项目,技术破局的生动实践,成为晋能控股装备制造集团长平公司以发展新质生产力推动企业高质量发展的闪亮名片。

据了解,长平公司高应力复杂变化的复合顶板岩层条件给巷道支护带来了很大困难,巷道极易出现片帮、底鼓等现象,需要后期进行大范围起底、扩帮,巷道后期维修量和维修成本大幅增加,同时还可能引发局部巷道顶板冒落,给安全也带来严重影响。

由于深部构造应力、采动压力、顶板赋存等因素差别较大,国内外现有的主动支护联合控制技术体系难以适应该公司复杂多变的地质环境,不能有效解决高应力复杂变化的复合顶板岩层支护难题长平公司生产管理部主任工程师杨竹军说。

没有现成的经验可以借鉴,长平公司便组织技术人员组成科技攻关小组闯出一条“新”路。他们先从理论层面展开论证,充分分析巷道围岩应力的监测数据,结合微震监测技术手段,了解高应力复杂多变巷道顶板矿压显现规律及活动特征,再根据所掌握的巷道围岩分层破坏演化规律,全力探讨高应力复杂多变巷道顶板支护体的失效及冒顶致灾机制,从而推导出不同支护条件下圆形巷道位移特征曲线计算公式,建立起层次防控力学模型

理论成熟后结合长平公司的实际条件,他们提出巷道围岩“深卸+长锚+薄喷”层次防控工艺,并围绕该工艺研发出围岩薄层快速喷涂封闭技术及工艺、高延伸率锚索材料和高压水力压裂卸压装备,推动理论成果切实落地。

巷道围岩“深卸+长锚+薄喷”层次防控工艺三盘区、五盘区和六盘区的大巷、顺槽、底抽巷进行过多次试验通过持续的矿压观测和效果评判发现,巷道支护状况良好,基本控制了巷道变形,局部原岩高应力复杂多变巷道顶板冒落的风险极大减小,巷修维修工程量和维修费用明显收窄。尤其在巷道断面大、支护难度大、变形严重的巷道,经济效益更为突出巷道维修支护成本每米平均可节约六千余元,路变坦途。

“新”而行,以“质”致远,长平公司的创新之路,不仅在于有效管控顶板,还在于突破瓦斯治理难题。

该公司受制于复杂地质条件的天然桎梏,瓦斯抽采不可避免地存在煤体碎、封孔短、带压小、衰减快、效率低等难题。面对瓦斯“气”虎,技术攻关仍然是长平公司重要的利器和法宝。

该公司成立攻关技术团队,围绕钻孔封孔高效抽采技术开展围岩应力影响钻孔封孔段煤体稳定性、不同类型钻孔的封孔工艺、常压封孔工艺与带压封孔工艺对比分析、不同煤体无机柔性封孔材料、最佳有效封孔压力、深度、扩散半径等封孔参数、自动补浆装置研发等内容开展理论研究,大胆采用具有保水性强、不凝固、不收缩等优点的无机纳米材料开展封孔试验,同时,积极优化升级封孔工艺,在300个钻孔中科学组织开展直径160毫米护孔管“高低压耦合”带压封孔工艺试验。新工艺、新技术使封孔深度由原来的8米增加至两倍,钻孔有效抽采时间从2到3个月延长至4到6个月,钻孔初抽浓度平均达到55%,有效解决了瓦斯抽采耗时、费力、效果差等难题。

该工艺在长平五盘区本煤层钻孔中全面推广使用后,又在晋城范围内10座煤矿开展了相关现场工程应用,累计施工钻孔超1200个。不论是在埋深不同的中硬煤层、松软破碎煤层,还是使用顺层、穿层、定向等不同钻孔,采用新工艺后的钻孔抽采浓度、抽采量和抽采时间均有明显提升。这意味着,无机柔性封孔高浓度瓦斯高效抽采技术在提高长平公司瓦斯抽采效率、极大缓解矿井生产衔接紧张的同时,还能够辐射山西其他矿区及河南、贵州等地煤矿的瓦斯治理,真正成为推动企业高质量发展的“新”引擎。

【责任编辑:关俊龙】

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