【编者按】日前,国家矿山安全监察局印发《关于转发淮河能源集团煤业公司断层破碎带治理经验的通知》,在行业内推广集团公司断层破碎带治理方面的经验做法。近年来,集团公司创新建立了一整套断层破碎带治理技术体系,对所属煤矿133个采煤工作面断层破碎带、54个煤巷掘进工作面断层、32个揭煤地点进行超前注浆治理,为行业兄弟单位“治断层”提供了样板。本报特刊发相关报道,供大家学习参考。
前段时间,煤业公司张集矿1613(3)工作面成功实施破碎带超前治理,在保证安全的前提下,单产提升了68.4%,相同时间内多生产煤炭27.85万吨,增收1亿元以上。
近年来,集团公司围绕采掘期间破碎带治理难题,坚持像治瓦斯一样治理断层破碎带。积极探索应用新技术,制定企业技术标准,有效降低采煤工作面片帮风险,实现了从“被动过断层”向“主动治断层”的转变,从被动防范事故向超前防范重大事故诱导因素的转变,现场管理从技能型、经验型向科学化的转变。
制度体系先行,技术管理两手抓
日前,国家矿山安全监察局发布了一则通知,要求各省安全监管部门、煤炭行业管理部门及企业学习集团公司在破碎带治理方面的先进经验。这不仅是一次先进技术成果的展示,也是对集团公司在复杂地质条件下成果实现技术突破的充分肯定。
淮南矿区断层构造复杂,相互叠加影响,是典型的“三软”“三高”煤层,曾常发生采掘工作面过断层片帮漏顶,容易造成停采停掘和人员伤亡事故。目前,集团公司本土生产矿井每月采煤工作面约26个,过断层工作面占采煤工作面总数的近80%,其中40%的工作面受到断层严重影响,每个工作面回采期间平均要遇到超过10个断层破碎带。采煤工作面过断层是制约矿井安全生产的重大技术难题。
面对困难,集团公司明确提出,“要像治瓦斯一样治理断层破碎带”。旧办法不行就想新招。技术人员创新思路,结合本土煤矿地质条件,由过断层向治理断层转变,超前解决断层破碎带给采掘带来的不利影响。
在技术层面,集团公司自主研发断层破碎带超前治理工艺、材料、机具,创新建立了井下治理与井上治理相结合、区域治理与局部治理相结合、顶板治理与瓦斯治理相结合、静态治理与动态治理相结合、断层治理与防治水相结合、有机与无机材料相结合的断层破碎带成套治理技术体系。同时,根据淮南矿区实际情况,制定了《断层破碎带治理暂行规定》及相关技术标准。
在管理层面,煤业公司专门成立断层治理领导小组,每月召开断层治理分析会议。各生产矿井分管领导、技术科长、地测科长等,对上月断层破碎带治理工作进行总结、分析,并超前3个月至6个月对断层破碎带治理进行安排。煤业公司形成并下发《断层破碎带治理工作简报》至相关部门和生产矿井,指导基层矿井开展工作。
“煤业公司生产技术部、安全监察部根据每月下发的监管函告及通防地质技术部提供的月度断层构造报表,开展专项督查,重点督查是否按要求进行超前治理,对治理效果进行评估性分析通报。”煤业公司生产技术部高级主管刘飞表示。
截至今年上半年,煤业公司累计对107个采煤工作面、84个煤巷掘进工作面、25个岩巷掘进工作面、37个揭煤地点进行了超前注浆治理,掘进期间对52个沿空小煤柱、采煤期间对94个沿空小煤柱实施了注浆加固。
超前治理管控,安全效益同见效
最近,张集矿综采五队准备班班长曹从军干劲很足,因为他们正在回采的1613(3)工作面实施了断层破碎带超前治理,顶板状态出乎意料得好。
“以前我们干采煤最怕遇到断层,不仅有片帮掉顶的危险,进尺还久久上不去,职工都很着急。现在不一样了,断层破碎带超前治理,让我们在安全的环境里作业,不影响进尺,大家都能干安全活,收入还有保障。”曹从军笑着说。据了解,张集矿1613(3)工作面的FS227断层落差达到了4.5米至6.2米。
如果按照普通的过断层方法,施工难度很大。为了确保安全顺利回采,该矿做好地质异常区分级管控,利用井下穿层孔、顺层孔等各类钻孔及物探资料,探准断层,探清构造,保证断层控制准确、预报及时,为采掘工作面断层超前治理提供了可靠的地质依据。
张集矿严格按照超前3个月至6个月的管控要求,制定管控措施,实行注浆挂牌管理,每月对断层、揭煤以及沿空掘进小煤柱注浆加固治理工作进行总结,对注浆加固效果进行评价。
“破碎带超前治理有效降低了采煤工作面片帮掉顶风险,降低了人员进入煤壁作业的风险,还减少了工作面内浅孔注化学浆的频次,消除了因化学浆发热而引起自然发火的风险,保证了回采效率,避免了因工作面片帮掉顶而造成的瓦斯超限。”刘飞表示。“1613(3)工作面顺利通过了落差达10米的F25断层,增加煤炭产量21万吨,增加收益7358万元。”张集矿生产技术二科科长张九洲说。
张集矿1613(3)工作面是淮河能源集团成功实施破碎带超前治理的一个事例。使用相似的超前治理方法,潘二矿11123、顾北矿13121工作面都取得了同样的成功,3个工作面共增加效益超4亿元。
应用新技术,过断层不再“硬碰硬”
与张集矿1613(3)工作面类似,潘二矿11123工作面也饱受断层破碎带的困扰。
11123工作面共发育76条断层,断层最大落差9米,其中落差大于等于2米的断层就有20条之多。其中,4号异常区影响走向长70米,倾向长150米,内含3条断层,其中F11223-17断层横穿整个工作面。
“过去采煤工作面回采至地质异常区时,采取的是加强支护、煤帮管理等老办法,也就是‘硬碰硬’地过断层,安全威胁大、材料投入大、职工劳动强度大,回采进度慢。”该矿技术一科有关负责人介绍。
为啃下4号异常区这块“硬骨头”,潘二矿积极与科研院校合作,实验性地采用新型无机复合注浆材料,进行超前注浆加固。施工队伍逢漏必堵、逢片必注,加强工作面顶板和煤帮管理;通过架前卧底挑顶,最大限度减少顶板破矸量,保证底板平直,把运输机行走坡度控制在10度左右,确保采煤机行走顺畅。
同时,该矿安排专业人员动态巡查工作面支架形态,发现架形不规则的支架,及时调整,杜绝歪架、倒架现象,为工作面稳定有序推进奠定基础。
经过超前治理,潘二矿安全高效完成了工作面回采。与未进行超前注浆加固的2号异常区回采相比,4号异常区工作面日均回采进度提高了0.6米,效率提升63.6%,相同时间内多生产煤炭8.04万吨,增收5072万元。由于创新使用了新型复合注浆材料,与该矿近5年实际消耗化学注浆材料相比,现在每年可以减少化学浆600吨至800吨,节约成本1200万元至1800万元。
“下一步,煤业公司将继续科研攻关,逐步形成可复制、推广的断层治理技术体系,制定具有淮南矿区特色的断层治理技术规范,做到所有矿井、采掘工作面断层治理和小煤柱注浆加固全覆盖,进一步提高矿井本质安全水平。”煤业公司有关负责人表示。 (孙飞)
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