——集团公司技术装备升级保障A组煤安全高效开采调查

2022年，集团公司A组煤累计产量635万吨，占精煤原料煤调运总量的45%，为企业增收创效立下了汗马功劳。淮南本土可采A组煤煤质优、煤种好、储量大，被称为淮南矿区的“新粮仓”。推进A组煤安全高效开采是深入实施集团公司“精煤战略”的关键一招，也是解放B组煤层，保证本土煤业安全稳产的必由之路。淮南矿区A组煤灾害多元，特别是采区底板灰岩水害与顶板破碎弱化一直是阻碍安全高效开采的“拦路虎”。

近年来，集团公司大力推进生产方式转变，在A组煤防治水、顶板管理、“三新”应用上推陈出新，让开采的每一吨A组煤“科技范”成色十足，闯出了一条具有淮河能源特色的A组煤安全高效开采之路，收获了精煤生产经济效益最大化的丰硕之果。

密织束缚水害“四层网”，打开A组煤大粮仓

在葱绿的麦田里，一座红白相间高高耸立的钻机井架十分醒目，这是集团公司引进的第三台石油大钻机施工现场——煤业公司张集矿东一1煤上采区西翼地面区域治理工程（II期）正在紧张有序施工。

“该工程设计钻探总进尺约5万米，预治理区域面积1.28平方公里，从根本上消除底板灰岩承压水患威胁，确保A组煤安全、高效开采。”煤业公司勘探分公司地面特钻工区区长文东明指着钻机介绍说。

“底板灰岩水是制约本土矿井A组煤安全开采的一道沉重的‘枷锁’。”在煤业公司通防地质部，该部防治水技术主管贺世芳指着淮南矿区地质构造图向记者介绍。

怎样打开水害“枷锁”，从根本上解放A组煤采区？经过近年来不懈地实践探索与技术创新，淮河能源人找到了能够牢牢束缚水害的“四层网”。

“本土煤业巩固完善底板灰岩水‘四层网’综合防治体系，即开采前三维地震勘探普查；地面区域探查治理；井下C3I组含水层疏水降压；采前综合物探、钻探验证及回采安全监测、预警的综合防治体系。”贺世芳解释道。

利用地面三维地震勘探“第一层网”，二次精细解释普查矿区范围内是否存在陷落柱等垂向导水通道，本土先后发现导通奥灰水的垂向导水通道8处。

“特别是我们在张集矿1613A工作面、顾北矿13121工作面、潘二矿西四A组煤采区底板矸石胶带机巷底板均发现了强导水的垂向通道，均已得到有效治理，确保了A组煤开采安全。”贺世芳说。

在顾北矿，该矿地测防治水科高级主管许童正在整理分析该矿开采的第4个A组煤工作面——13221工作面回采期间的地质水文数据。“我们利用开展地面区域探查治理‘第二层网’，在太灰水和奥灰水含水层之间进行打钻注浆堵住垂向导水通道，这相当给底板灰岩水做了一个‘隔水层’。”许童指着墙上的矿疏水巷平剖面图介绍：“有了这个前提，再进一步运用定向钻进技术施工井下定向长钻孔开展C3I组含水层疏水降压的‘第三层网’，从而确保动水压力降到安全限压值以下。”

为根治困扰A组煤开采的水害难题，本土煤业相继完成地面区域探查治理钻探进尺23万余米，注水泥约80万吨，治理A组煤采区面积约9.3平方公里，解放A组煤可采煤量9000余万吨。

同时，通过加大防治水信息化建设力度，集团公司大力推广应用A组煤工作面微震、微震与电法耦合监测预警等信息技术，矿井水害风险预警与防控系统已全面建成，构成束缚水害的“第四层网”。

“我院研发的微震监测系统在本土所有A组煤开采工作面均已推广使用，能对采区底板采动破坏情况开展实时监测，并结合监测数据分析结果，构建了‘蓝、黄、红、橙’四级预警体系，切实为A组煤水害防治提供信息技术支持。”工程院深部实验室相关负责人说。

根治顶板“顽疾”，保连续高效开采

日前，在煤业公司生产技术部，该部高级主管刘飞正与同事讨论岁末年初期间矿井A组煤等特殊开采工作面相关实施技术方案。

“本土A组煤采区地质构造复杂，中小断层发育，顶板破碎弱化，导致回采过程中顶板管理难度显著增大。”刘飞表示，根治顶板“顽疾”要从技术源头抓起，加强规划引领，开展施工技术创新攻关。

根治顽疾，科技先行。煤业公司在A组煤开采顶板管理领域取得了一系列丰硕技术成果。潘二矿等矿井针对A组煤工作面泥岩直覆顶板结构，矿压较大，过异常区期间顶板管理难度大难题，开展了过异常区超前注浆加固技术攻关。“我矿煤岩体改性预加固设计方案，采取以顶板伞拱法改性为主，煤体改性为辅的综合加固方法，有效减轻工作面来压强度，提高顶板的完整性和抗折强度，较好地解决顶板漏冒问题。”该矿生产技术科副科长关阔介绍。张集矿在A组煤工作面——1412A工作面开采过程中，通过面内深孔预裂爆破减小周期来压步距及来压强度，是淮南矿区首次实施沿空巷道预裂爆破卸压试验，彻底扭转生产接替被动局面。

日前，在顾北矿A组煤13221工作面，该矿生产技术科副科长刘发堂正在与同事观测巷道压力。“我矿采用了水力压裂应力转移保护采动大巷技术，有效保证了采区系统巷道煤岩体稳定性。”刘发堂满意地告诉记者。

刘发堂所说的水力压裂应力转移保护采动大巷技术，是该矿在A组煤工作面收作时采取的一项利用压裂应力主动切断采动压力向采区巷道传播的路径来实现采区系统巷道煤岩体稳定的新型技术。

“该技术就是应用水力压裂来切断采动力，转移高应力，从源头上削减了采区巷道围岩载荷。”刘发堂向记者比喻。应用该项技术后，工作面对应的底板胶带机巷两帮移近量较传统工艺减少86%、顶底板移近量减少93%，有效减轻对采区巷道影响。“该项技术成功在13321、13521两个A组煤工作面应用，在推进A组煤安全高效开采上具有十分重要的意义。”刘发堂表示。

“三新”助力安全提效，走智能绿色开采之路

正值冬季煤炭保供关键时期，在顾北矿13221采煤工作面，该矿综采一队技术员李磊在工作面后方的集控室内轻点按钮，原煤被快速截割，汇入煤流，奔向地面。

“这是我矿开采的第三个智能化A组煤工作面，经过在智能化开采技术上的不断摸索与创新，初步走出了一条A组煤智能化开采之路。”该矿综采一队党支部副书记（主持工作）刘灵生说。

大力推进科技创新，推进生产方式转变是保障本土A组煤安全绿色开采的核心支撑。本土A组煤在开采过程中，广泛采用新技术、新工艺、新装备，推广智能化工作面创建，在提升开采效率的同时，也进一步降低了安全风险和劳动强度。

“这是智能化2.0＋工作面，瞧，只要我轻点按钮，支架能按照程序自动完成推溜、降架、拉架，可以说2.0＋工作面掌握了不少独门绝招。”李磊指着控制台监控器介绍。“这个2.0＋升级版有啥独门绝招，能在A组煤高效开采中大展身手？”记者好奇地询问。

刘灵生介绍，2.0＋工作面智能化升级主要在两大方面：一是增加记忆截割、惯性导航等系统，支持先推溜后拉架、先拉架后推溜两种工艺模式；二是对智能化系统进行改进创新，实现多个工作面一个集控中心、一个泵站，真正做到了无人值守与集中远程控制，极大提高了采煤工效。

去年6月初，张集矿A组煤工作面——1615A工作面克服疫情影响，提前投产。说起提前投产的原因，该矿生产技术二科副科长邓秘表示：“在轨顺施工中采用‘110工法’切顶留巷技术，这是确保提前接替回采的关键之一。”该矿在A组煤开采中创新采用“110工法”切顶留巷开采技术，取消区段煤柱，变“一面两巷”采掘方式为“一面一巷”，缩短采掘接替工期，提高资源回收率，为本土煤业A组煤安全、高效、绿色开采提供了宝贵借鉴。

“下一步，我们将分析总结本土煤业A组煤开采宝贵经验，持续巩固完善‘四层网’综合防治体系，继续加大技术创新力度，确保A组煤安全高效开采，为落实好集团公司精煤战略，保证本土煤业安全稳产提供保障。”煤业公司生产技术部相关负责人说。（王斌）