山西焦煤汾西礦業同富新煤業實施應用小煤柱開採、水力切頂卸壓等新技術，實現了優質資源應採盡採——
【企業故事】智取烏金 綠色高效
山西焦煤汾西礦業同富新煤業實施應用小煤柱開採、水力切頂卸壓等新技術，實現了優質資源應採盡採——
【企業故事】智取烏金 綠色高效
8月24日早班，一則令山西焦煤汾西礦業同富新煤業干部職工振奮的消息從井下傳來——三採區開拓大巷全線貫通。這意味著礦井採掘接替緊張的困局被打破，接下來不僅有煤可採，全公司570多名干部職工的生活也進一步得到了有力保障。
同富新煤業於2021年劃轉至汾西礦業，在體量上屬於中小型礦井，服務年限僅剩10余年。自去年開始，該公司轉變思路、先立后破，以優化設計、改進工藝為抓手，在大刀闊斧調整採區開拓大巷布局的同時，實施應用小煤柱開採、水力切頂卸壓等新技術，徹底扭轉了採掘接替緊張的被動局面，實現了優質資源應採盡採，走出了一條智取烏金的綠色高效開採之路。
破解採掘接替困局
在煤礦，採掘接替緊張歷來是一個老大難問題，而近幾年，同富新煤業一直處於這樣的困境。
“採煤首先要掘進巷道，而我們卡在了起點上。三採區開拓大巷無法向前推進，如果持續停滯不前，礦井將無煤可採。”同富新煤業黨總支書記、董事長閆永林坦言，按照設計，北輔運大巷及北膠帶大巷兩條開拓巷道需從附近村庄下方穿過，加之煤層埋藏淺，距地表不足50米，必須進行整村搬遷，原有的河道、水源井也將隨著巷道的施工被破壞。
如何破解這一難題？作為從業30年的採煤技術專家、教授級高級工程師，閆永林提出“繞道而行”，即施工兩條聯巷后，將兩條開拓大巷平移至村庄外圍下方，空出安全距離。
思路一變天地寬。經過與設計院多次溝通，邀請專家現場會診、論証，繞行方案最終被敲定，包括採區水倉、變電所及水泵房等設施的設計也同步進行了優化，並通過汾西礦業批復。
“水倉一般設計在地勢低窪處，之前我們將三採區水倉位置定到了北回風巷末端，但因坡度大，存在運輸安全隱患。現在，水倉改建到三、四採區連接處，既符合地勢要求，坡度也相對平緩，還能兼顧兩個採區。”同富新煤業開掘隊技術員賈志平說，一系列大刀闊斧的設計革新令工友們贊不絕口。
如此一來，採掘接替難題迎刃而解，既避免了下穿河道給井巷帶來的滲水風險，又保護了水資源，降低了搬遷及環境治理成本，可謂一舉多得。
讓烏金“顆粒歸倉”
布置小煤柱工作面，可多採36萬噸煤炭，相當於增加了一個工作面的產量，這在同富新煤業是首次嘗試。
閆永林介紹，煤柱是煤炭開採時為了安全，在採面留下的不採的部分。留得越多，資源丟失也越多。隨著技術的成熟，小煤柱、無煤柱開採已成為煤礦企業競相應用的香餑餑。以往，同富新煤業留設的煤柱都是20米以上的大煤柱，初步估算，每1000米巷道至少損失煤炭資源15萬噸。
對於一座小煤礦而言，每一噸煤都彌足珍貴。同富新煤業決定在二採區2106工作面應用小煤柱開採技術，留設6米煤柱，並將后續採區設計為無煤柱開採。
行業內一般將3米到8米的煤柱統稱為小煤柱。據了解，小煤柱留設技術就是把工作面的順槽布置在採空區的邊緣，這樣不僅能最大限度回收煤炭資源，還可降低圍岩變形造成的冒頂、片幫等頂板事故發生的風險，減少支護成本。
“這片資源處於煤田末端，原本因大面積斷層而被棄採。如今，在進行地質補充勘探后，不僅能開採，還能通過留設小煤柱實現應採盡採。”同富新煤業生產科科長李小軍說。目前，2106小煤柱工作面已布置完成，待開採完畢后，他們還將對二採區大巷的煤柱進行回收，預計可累計回收原煤90萬噸，礦井服務年限將進一步延長。
讓烏金“顆粒歸倉”，既要應採盡採，也要精採細採。同富新煤業通過開展技術創新，在三採區主運輸巷道的源頭自制加工了一套氣動擋矸石裝置，實現了煤與煤矸石分裝分運，使精煤產率提升了2個百分點。
以“新”提質增效
通常相對於埋藏深的煤層來說，埋藏淺的煤層具有開採工藝簡單、難度較小的優勢，同富新煤業卻不盡然。
“我們這裡的煤層分布在最堅硬的K2灰岩中，且為褶曲發育，波浪起伏。”李小軍形象地稱之為“藏在大斷層裡面的過山車”。自2022年10月進入回採作業后的半年時間內，該公司2102工作面一直因懸頂、礦壓顯現等問題而舉步維艱，甚至一度停產。
李小軍解釋說，煤礦進行採煤作業時，隨著工作面向前推進，后方會形成採空區，其頂板在重力的作用下自然垮落，封閉巷道，而一旦頂板不能隨採隨垮，就會造成大面積懸頂、礦壓顯現及瓦斯超限，當壓力持續增大導致頂板一次性垮落時，將對巷道產生強大的沖擊，后果不堪設想。
又一道難題擺在面前，同富新煤業該如何破解？
“向技術要效益。”該公司找到了破題的密鑰。去年5月份，他們嘗試採用水力預裂切頂卸壓技術，通過鑽孔、封孔、高壓水壓裂、保壓注水等工藝，為頂板減壓，使其分層垮落。
閆永林舉例說，汽車浸沒在水中時，水對車門的壓力是1個標准大氣壓，而高壓水的壓力相當於600個標准大氣壓，可以有效壓裂岩體。這一技術不僅卸壓效果好，施工效率高，其間也不會產生有毒有害氣體及震動，已經被諸多煤礦所採用。目前，2102工作面已順利回採1500米，即將進入收尾階段。
一項項先立后破的硬核舉措，激活了同富新煤業，使其走上了高質量發展的快車道。
本報記者張毅 本報通訊員韓若楠 張文軍
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