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中国煤炭报:乐鱼手机版能源辛安矿率先实施堆喷混凝土沿空留巷技术——筑起一面“墙” 资源有保障

发(fa)布时间:2021-11-11 09:14:10 乐鱼手机版能源

稿件来源:《中国(guo)煤炭报(bao)》2021年11月(yue)11日4版

乐鱼手机版能源辛安(an)矿率先实施堆喷混凝土(tu)沿空(kong)留巷(xiang)技术(shu)——

筑(zhu)起(qi)一面“墙”  资(zi)源有保障

单一用(yong)途的(de)煤(mei)(mei)矿(kuang)井下用(yong)密闭(bi)(bi)墙(qiang),在乐鱼手(shou)机版能源峰峰集(ji)团辛安矿(kuang)被重新定义(yi)。通(tong)过骨(gu)料改良、优(you)(you)化材料混合配比,加高增厚的(de)密闭(bi)(bi)墙(qiang)替(ti)代了(le)原(yuan)本(ben)应(ying)有的(de)采空区边界保护煤(mei)(mei)柱,解放辛安矿(kuang)11212-2煤(mei)(mei)柱工(gong)作面近4万吨(dun)优(you)(you)质焦(jiao)煤(mei)(mei)资源,一举增效5000余万元。

施工顺利,采煤(mei)区区长殷张雷笑得(de)开怀(huai),“一天3米的堆喷混凝土沿空留巷推进速度,煤(mei)炭增收已成定(ding)局。”

方案确(que)定一波(bo)三折

近(jin)年(nian)来,乐鱼(yu)手机版(ban)能(neng)源深(shen)入挖掘优(you)质煤炭资源潜(qian)力(li),实施精煤生产(chan)统(tong)一(yi)(yi)规划、统(tong)一(yi)(yi)研发(fa)、统(tong)一(yi)(yi)调(diao)运、统(tong)一(yi)(yi)销售(shou)、统(tong)一(yi)(yi)利用、统(tong)一(yi)(yi)考核、统(tong)一(yi)(yi)管理的研发(fa)格局(ju)和运行机制,形(xing)成了(le)完(wan)整生产(chan)链(lian)和产(chan)业链(lian),构建了(le)精煤生产(chan)统(tong)一(yi)(yi)高(gao)效大格局(ju)。

作(zuo)为乐鱼手(shou)机版能(neng)源(yuan)“大精(jing)煤(mei)”战(zhan)(zhan)略生产链中重要一环,辛(xin)安矿低(di)灰(hui)分(fen)、低(di)硫(liu)分(fen)、高热量、易洗(xi)选等特点的(de)焦煤(mei)成为洗(xi)选、冶金等行(xing)业抢手(shou)资(zi)源(yuan)。“辛(xin)安矿进入(ru)生产末期,资(zi)源(yuan)禀赋已捉(zhuo)襟见肘。”矿长(zhang)刘军(jun)动(dong)担忧(you),一旦原煤(mei)生产受(shou)限,将对乐鱼手(shou)机版能(neng)源(yuan)整(zheng)个“大精(jing)煤(mei)”战(zhan)(zhan)略形成影响,“通过科技手(shou)段延长(zhang)矿井服务(wu)年限,是唯一出路。”

从(cong)2018年开(kai)始,辛安(an)矿着手“找煤(mei)(mei)增(zeng)量,谋久做长”。在当时112163运(yun)煤(mei)(mei)巷,他们初次尝试超前爆破切顶卸压+恒(heng)阻锚(mao)索(suo)+墩柱(zhu)沿空(kong)留(liu)巷方法。“由于巷旁(pang)支护强度低,断面留(liu)设较大,采空(kong)区封(feng)闭性差,大量墩柱(zhu)出现歪(wai)扭、折断,多(duo)次整修、补强支护,未能(neng)阻止变形持续增(zeng)大的(de)留(liu)巷围岩。”总工程师王金涛(tao)的(de)压力,来源于厚(hou)煤(mei)(mei)层(ceng)实施沿空(kong)留(liu)巷的(de)技术瓶颈。

紧接着,他(ta)们引进时(shi)下盛行的柔模(mo)混凝(ning)土巷旁充填沿(yan)空(kong)留巷技术,同样由于厚煤层适应性、采空(kong)区封闭(bi)不(bu)理(li)想,充填后的墙体抗拉、抗剪能力较差而放弃。

“自己适用的,才是最(zui)好(hao)的。”王金涛(tao)说,得知太原理工大学井下堆(dui)喷工艺密闭墙技术具(ju)有承载性强、密封性好(hao)、施(shi)工快速高效、成本(ben)低廉等特点,且(qie)能转做(zuo)沿空(kong)留巷技术使用,他们(men)决定在2#煤层11212-2运(yun)料巷做(zuo)进一步实验(yan)。

王(wang)金涛要解决的(de),首先是墙(qiang)体抗压、抗剪能力(li)的(de)达标(biao)。“留巷成(cheng)功(gong)的(de)关键(jian),在于‘墙(qiang)体’足够支撑矿压带来的(de)巷道顶板离层或下(xia)沉变形。”

难题破解触类旁通(tong)

在煤炭行业(ye),无煤柱(zhu)开(kai)采(cai)并不(bu)新奇。运(yun)用堆喷混(hun)凝土(tu)沿(yan)空留(liu)巷工艺,配合超前切顶卸压技(ji)术,实(shi)现沿(yan)空留(liu)巷无煤柱(zhu)开(kai)采(cai),却可能(neng)首开(kai)先(xian)河。

堆喷(pen)施工(gong)前,技(ji)术科(ke)(ke)科(ke)(ke)长王波组(zu)织人员(yuan)在井(jing)上制作了多(duo)个(ge)由砂石料、水泥、JCT-1喷(pen)射混凝(ning)土外(wai)加(jia)剂(由太原理工(gong)研制提供)等按设计比(bi)例配比(bi)并(bing)充(chong)分混合的混凝(ning)土模块,送至(zhi)河北工(gong)程大学做单轴抗(kang)压强(qiang)度测试。

结(jie)果令人大(da)跌眼镜。“一上压(ya)力,模(mo)块即粉碎。”殷张雷(lei)实在搞不(bu)懂,按照(zhao)配比精心(xin)制作、细致养护的模(mo)块竟如此不(bu)堪。

反复试(shi)验,结果相同(tong)。问题(ti)出在哪?大家(jia)一筹莫展。

求(qiu)助电话打回太原理工(gong)。了(le)解情(qing)况后(hou),技术人员给(ji)出答案:人工(gong)拌料配比难(nan)与喷浆机(ji)媲美,实验模(mo)块须在井(jing)下施工(gong)现场制作(zuo)。

再次送检,养护(hu)3天(tian)、14天(tian)的模块承压强度(du)分别达到15兆帕(pa)、25兆帕(pa)。“普通单体液压支(zhi)柱的支(zhi)护(hu)强度(du)仅有11.4兆帕(pa),结果超出(chu)预期。”殷(yin)张雷如释重负。

应对剪应力(li)破(po)(po)坏,王波也(ye)有办(ban)法。堆(dui)喷墙体(ti)(ti)内外整体(ti)(ti)由2层钢筋网“护体(ti)(ti)”,适(shi)当增加横向连接钢筋,墙体(ti)(ti)抗剪能力(li)大幅提高;墙体(ti)(ti)中心巷道底板位置每隔1米打设2根锚杆,与浇筑(zhu)的墙体(ti)(ti)融为一(yi)体(ti)(ti),可(ke)防止顶板来压时墙体(ti)(ti)发生滑移破(po)(po)坏。

“矿压在线系统实时监测数据显示(shi),顶板(ban)来压时墙体形变微乎其微。”王(wang)波说(shuo)。

殷张雷面(mian)(mian)临的难题也不少(shao):喷(pen)浆机连续运行时(shi)(shi)间稍长(zhang),马上“趴窝”;留巷作业紧跟(gen)工作面(mian)(mian),矸石滑(hua)落时(shi)(shi)有(you)发生,影响进(jin)度;喷(pen)浆作业粉(fen)尘(chen)超标(biao),危害(hai)职工健康、影响设备运转;如何实现(xian)堆喷(pen)墙(qiang)体定时(shi)(shi)养护(hu)……

采煤区成(cheng)立了(le)技术攻关小组,实(shi)地(di)认证加具体(ti)解(jie)决,“洋医生”“土郎中”攻克了(le)一个(ge)个(ge)难题(ti)。

2台喷(pen)(pen)(pen)浆(jiang)机轮流(liu)施(shi)工作(zuo)业(ye)、检修,确保1台完好(hao)、备(bei)用(yong)(yong);靠采空侧(ce)应用(yong)(yong)木点柱+钢筋网(wang)+风(feng)筒(tong)布方(fang)式施(shi)工,有效阻止矸石滑落、采空区漏风(feng);喷(pen)(pen)(pen)浆(jiang)管(guan)路尾部10米处改为有注水(shui)口(kou)软管(guan),80%水(shui)量(liang)提前与物料混合,其余20%水(shui)量(liang)仍由喷(pen)(pen)(pen)浆(jiang)头(tou)注入,粉尘(chen)下降70%;自制墙(qiang)体(ti)雾化养护装(zhuang)置。在墙(qiang)体(ti)顶端铺设软管(guan)与雾化喷(pen)(pen)(pen)头(tou)串联(lian)连(lian)接,利(li)用(yong)(yong)风(feng)动装(zhuang)置每2小时对墙(qiang)体(ti)实(shi)施(shi)20分钟(zhong)水(shui)喷(pen)(pen)(pen)淋养护。

技术工艺精(jing)益求精(jing)

自(zi)7月(yue)5日始,堆喷混(hun)凝土沿空(kong)留(liu)(liu)巷工艺(yi)应(ying)用(yong)至(zhi)今(jin),辛(xin)安矿已堆喷留(liu)(liu)巷150余(yu)米,安全(quan)生产(chan)原煤(mei)13万吨,解放(fang)呆滞煤(mei)量(liang)0.77万吨。带来(lai)的减少(shao)掘(jue)进工作面数量(liang)、释放(fang)掘(jue)进队(dui)伍(wu)、缩短采掘(jue)衔接时间等利(li)好逐步显现。

尝到甜头(tou)的王波(bo),干起(qi)活来劲头(tou)更(geng)足(zu)了。他盘算(suan)着(zhe)继续优(you)化工艺,降低成本(ben),使“堆喷”工艺高效运行。

“混凝(ning)土墙体(ti)设计强度为(wei)C30,骨料石子直(zhi)径为(wei)30毫米(mi)。由(you)于JCT-1喷(pen)射(she)混凝(ning)土外加(jia)剂的(de)作(zuo)用(yong),石子被优化为(wei)10毫米(mi)。”为(wei)了增加(jia)墙体(ti)抗压(ya)抗剪能力,王波(bo)将(jiang)水泥、石子、沙子、外加(jia)剂1:1:2:0.1配比调整(zheng)为(wei)1:1.5:1.5:0.1,并在墙体(ti)内添加(jia)锚杆做(zuo)配筋,“经过实测,3天、14天养护模块的(de)承(cheng)压(ya)强度分别(bie)为(wei)19.43、29.1兆帕,受力强度大幅提升。”

在(zai)生产现场,采煤区(qu)技术创(chuang)新带(dai)头人(ren)、副区(qu)长郭兰印带(dai)领工友连续(xu)攻关。

他(ta)和机电工长陈丽军正马(ma)不停蹄安装新设计(ji)的喷浆机提前注(zhu)水管,方便下个(ge)班组(zu)施(shi)工。“我们将原来直(zhi)径6毫(hao)米(mi)的1个(ge)注(zhu)水口(kou),调整为直(zhi)径10毫(hao)米(mi)的8个(ge)注(zhu)水口(kou),进水雾化更细密。”郭兰印(yin)有信心把施(shi)工现场粉尘发(fa)生率再降15%。

一个(ge)班(ban)下来,堆喷(pen)班(ban)班(ban)长孔祥虎(hu)对改良的喷(pen)头赞不绝口,“省(sheng)水不说,骨料粘稠度合适了,出料‘顺滑’了。”

他还说,前不久(jiu)郭兰印发明(ming)的(de)“吊线堆喷(pen)”法(fa),在3.6米高的(de)墙体(ti)上(shang)下平均布设5排吊线,墙体(ti)堆喷(pen)厚薄均匀,“你看,像(xiang)不像(xiang)长城?”超(chao)产的(de)孔祥虎指着墙体(ti)呵呵笑(xiao)。

“下一步,我们将通(tong)过减少(shao)施工(gong)中运(yun)料次数、利用(yong)废旧物(wu)料充填(tian)等举措,加(jia)强(qiang)主动支护(hu)、提高支护(hu)强(qiang)度(du)、缩(suo)小(xiao)支护(hu)宽度(du),确保堆喷(pen)(pen)混凝(ning)土沿空(kong)留巷工(gong)艺投(tou)资少(shao)、见(jian)效快、收益好。”刘军动安排殷(yin)张雷外出考察大流(liu)量喷(pen)(pen)浆机,“工(gong)效提升1倍指日可待”。

(王(wang)海  王(wang)利国  张波)