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晋能控股装备制造集团成庄矿:打破“旧路径” 开启“新赛道”

2025-10-21 14:44:49 来源:记者观察网

记者观察网山西10月21日电(记者 明文 通讯员 原征岚)在晋能控股装备制造集团成庄矿百米井下,一块块柔性模袋包裹着混凝土,像“白面包”般整齐排列,组成了一道2400米长的混凝土墙,静静屹立在采煤工作面旁边。在“白面包”体内,根根锚杆“穿心而过”,锚杆两头被托盘紧紧“禁锢”,又被横纵交织的钢筋钢带狠狠“压制”,让墙体显露出一种坚不可摧的“气质”。

这是成庄矿历经两年攻关、荣获中国煤炭工业科学技术奖三等奖的“6米采高工作面留掘一体无煤柱开采技术研究”成果的核心应用场景,标志着该矿实现了从“留煤柱”到“无煤柱”的历史性突破,开启了矿井绿色高效开采的新篇章。

长期以来,高瓦斯矿井在双巷布置模式下,需在采煤工作面旁留设40米左右的煤柱。这些煤柱被永久封存于地下,不仅造成了煤炭资源的浪费,还可能因留设不当带来巷道变形、底鼓等安全隐患,制约生产效率的提升。成庄矿积极响应集团公司号召,将目光投向无煤柱绿色开采技术。该技术不但能提高资源回收率、延长矿井服务年限,而且沿空留下的巷道可直接作为下一个工作面的巷道使用,可缩短掘巷周期3—5年,缓解生产衔接难题。

“无煤柱开采不是撤了‘承重墙’,而是用混凝土等材料重砌一道墙,置换出宝贵的煤炭资源。”该矿负责人介绍。然而,适合该矿6米采高的沿空留巷无煤柱开采技术的可借鉴经验极少。“混凝土墙体怎么立起来,怎么立得住?”成为摆在技术团队面前的首要难题。为此,该矿组建课题专班,与科研院所合作,从墙体结构与墙周环境双维度突破,最终构建起“顶板注浆锚索—连续柔模砼墙—底板条形基础”的三位一体支护技术体系,为无煤柱开采技术应用蹚出了一条路。

技术团队创新采用柔性模板为支撑,将混凝土凝固成一个个独立的支撑体,又通过插入墙体锚杆的点约束、覆盖墙体表面钢筋梯梁的面约束,抵御墙体侧向变形,确保墙体坚实稳定。在墙体周围,采取顶板施工注浆锚索、爆破切顶卸压等措施,降低墙体顶部受力;同时,在松软的煤层底板里开挖地基,安设地锚、钢筋网并浇筑混凝土加固,确保墙体“顶上吊得住、中间稳得住、底下站得住”,从而代替煤柱,起到保安作用。

这项技术在该矿5309工作面应用后,成功实现沿空留巷2400米,多回收煤炭资源近100万吨,经济效益显著。随后,该矿进一步优化工艺,在4323工作面边掘进边筑墙,实现沿空留墙,进一步保障了墙体稳定性和施工效率,实现多回收煤炭资源50余万吨。

成庄矿用技术创新践行了企业绿色低碳发展的承诺。从依赖煤柱的“旧路径”到无煤柱绿色开采的“新赛道”,这一变革,不仅是开采模式的转变,更是发展理念的升级,还为企业带来了实实在在的经济效益,为煤炭行业绿色转型提供了可复制、可推广的优秀经验。

目前,该矿无煤柱开采工艺正持续迭代。该矿相关负责人介绍:“今年,我们将在YF301工作面试验‘110工法’工艺,破解高瓦斯矿井双巷掘进模式下,无煤柱开采会导致万吨掘进率上升的难题。目前,深浅孔切顶、补强锚索等前期准备工作已全部完成,预计该技术将大幅降低工作面万吨掘进率,进一步降低用料及用工成本,提高工作效率。”

【责任编辑:田文璐】

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