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华丰煤矿冲击地压治理再获新突破

 继2010年1月“煤矿冲击地压预测与防治成套技术”获国家科技进步二等奖后,华丰煤矿治理世界性深井开采冲击地压技术又取得重大突破,“负煤柱”开采技术的应用,使该矿实现了“有震无灾、经济开采”。

华丰煤矿是一个典型受冲击地压严重威胁的矿井,2006年以来,每年投入1000多万元治理冲击地压,经过多年探索实践,取得阶段性突破。尤其在技 术方面,引进了波兰防治冲击地压技术、微震监测、地音监测、集成数字DTSS传输、冲击地压实时预警、围岩应力动态监测等系统,实现了矿井震动定位、震动 能量计算及震动危险评价、各种相关表格和震动记录自动生成相关报告系统。同时采用实验室实验、理论分析、系统开发与现场试验及应用相结合的方法,利用数理 统计、损伤力学、流变力学、突变理论、现代电子和计算机技术,建立了煤岩变形破裂过程电磁辐射-电耦合模型,确定了模型参数的取值范围;利用冲击地压电磁 辐射连续监测仪和配套软件,建立了冲击地压电磁辐射监测系统,实现了数据、图形和表格实时采集显示;完善了煤层大直径深孔卸压技术,从德国引进了大功率风 动卸压钻机,提高了施工效率,全面及时释放围岩应力,消除应力集聚区形成。

2012年,该矿对冲击地压治理技术又进行了进一步探索,实施“负煤柱”开采技术研究与实践。据介绍,煤矿冲击地压主要发生的采面巷道掘进,尤其煤 柱附近压力升高区内掘进过程中。该矿原四层上平巷布置方式为留设1到3米煤柱,缺点是不但损失煤柱,而且易造成应力集中,诱发冲击地压。据统计,区段煤柱 冲击地压发生占矿井冲击地压发生总数的60%左右。为此,他们深入研究、反复论证,决定取消留设煤柱,改为“负煤柱”施工。

“我们不仅在薄煤层开采中做到了相邻两个采面之间不留设煤柱,而且在厚煤层开采中将下一采面上平巷巷道布置在上一采面下平巷巷道以内,也就是采空卸压区内,可回收上一采面布置巷道时遗留的部分三角底煤,实现了‘负煤柱’开采。”该矿分管技术负责人介绍。

截至今年10月,华丰煤矿已在1411上平巷采用“负煤柱”掘进技术开拓巷道约1000米,多回收煤炭资源27000余吨,增加经济效益3100万 元。目前,1412上平巷也实现“负煤柱”掘进约200米,都未出现冲击地压事件,巷道支护完好,实现了经济效益与安全生产双赢。此前,已实用“负煤柱” 开采薄煤层15000吨,效益显著。该生产工艺适用于具有冲击倾向矿井回采巷道施工,尤其在各类深井开采中具有较大推广价值。

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