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这把密匙是如何找到的?——山东能源临矿邱集
发表时间:2021-02-10 21:33

  新年伊始,地处北部齐河县境内的邱集煤矿传来喜讯,截至目前,该矿累计施工钻孔40余组,完成治理面积2平方千米,解放优质资源储量1700万吨;2020年1~12月,

  山东能源临矿集团邱集煤矿下组煤的成功开采,破解了双重灰岩承压水煤层开采的世界难题,闯出了黄煤田下组煤开发的新子,为国内同类矿井开采提供了有益借鉴和可行样本。

  黄煤田有着百亿余吨的储量,受顶板四五灰、底板徐奥灰岩溶承压水,邱集煤矿的筹建过程一波三折。

  2004年,临矿集团接管邱集煤矿后,把治水作为重中之重。2005年,与中煤科工集团西安院合作进行矿井四五灰放水试验。2006年,11煤石门距四五灰垂距5.5米处发生底板突水。由于突水通道难以查清,2007年对施工挡水墙进行了封闭,初试宣告失败!

  但物探、钻探、注浆、放水试验的节奏始终不乱、探索攻坚的脚步依然铿锵。寒来暑往,几经周折,其中的滋味只有邱煤人体会最深。

  经过探测发现,11层煤(以下简称“11煤”)平均厚度2米以上,地质储量在6000万吨以上,是优质的炼焦配煤。然而,一道天大的难题——水患,始终没能攻克。

  为了邱集的未来,为了再造一个“新邱集”,为了黄煤田的资源解放,临矿集团领导经过审慎研究,最终拍板决定:组织各方力量向“11煤”发起挑战。

  一场决定邱集煤矿存亡的“攻坚战”就此打响,一场水患、根治隐患的“阻击战”就此开始……

  临矿集团当机立断,从集团层面成立专班,邱集煤矿成立了以总工程师武善元为首的水害治理攻关组,打破传统惯性思维,以全新思攻坚。

  攻关组首先对前期防治水工作和相关地质资料进行全面总结梳理,经过多次考察与讨论,决定采用地面顺层水平定向钻探+高压注浆技术对下组煤进行超前区域治理。

  2016年7月,随着D8孔第一钻嵌入地层,一场艰苦卓绝的治水攻坚战正式打响。钻硬岩、过软岩,优方案、精注浆,治水工程有条不紊,接续进行。

  “11煤”水文地质条件极为复杂,主要受顶板四五灰及底板徐灰、奥灰含水层水害,通过D8试验孔初步区域治理,未能达到切断徐奥灰与四五灰垂向联系的目的。为此,攻关组对地质条件特征进行再分析,开创性地提出并实施双层多分支顺层钻孔注浆顶底板双重灰岩含水层方法,对顶、底板灰岩同时加固,通过将两层灰岩为弱含水层或相对隔水层,从源头上解决了顶底板双重灰岩含水层的问题。

  巷道顺利揭露下组煤后,出现了底板孔水量大、地面注浆孔与巷道距离近等问题。由此,井上下联合立体式治理新模式应运而生。

  2018年初,经放水、压水试验、钻探等手段初期的顶板四五灰帷幕效果不佳,有可能对井下采掘工程产生影响。为此,攻关组统筹时间、效能、治理效果等因素,提出了对顶板四五灰帷幕补强的方案,继续对其进行探查和注浆,封堵和加固边界区域。经过近3个月的工程实践,效果初显;半年后基本上解决了帷幕治理效果的问题,为试采工作面安全评价奠定了基础。

  “11煤”开采几经艰辛和波折,取得了一个个阶段性。2017年9月,首次安全揭露11煤层,是华北型煤田山东黄煤田第一次揭露下组煤,同时为整个黄煤田百亿余吨资源储量找到了一条安全可行的开发途径,全力保障鲁北区域煤炭供应。2018年12月,1102试采工作面顶底板岩溶水害超前治理效果评价顺利通过以武强院士为组长的专家论证。2019年4月,在工作面完成设备安装、调试等一系列准备工作后,“11煤”第一个采煤工作面1102试采工作面开始安全试采,了黄煤田下组煤安全开发的序幕;同年5月,第一个智能化工作面1101工作面正常开采。

  这一项项、一个个首创,伴随着不断刷新的钻探记录,相继成一项项国家专利,共同构建成下组煤安全开采的“铜墙铁壁”。敢为人先的邱煤人以创新思维、工匠,咬定目标、,一举攻克了顶底板承压水治理开采世界性难题,下组煤开采取得了历史性突破,矿井实现了可持续发展。

  经历了“”“”的邱煤人地认识到,依靠科技创新治水让邱集获得新生,要想实现矿井高质量发展,更需要科技兴矿、科技保安,走智能化开采的子。

  借助临矿集团强力推进的工业3.0+升级重点工程和新旧动能转换项目,邱集煤矿领导班子将敏锐的目光聚焦到智能矿山建设上。

  “按照能源集团‘一提双优’工作部署,我们把智能化建设作为‘一号工程’,着力构建工艺现代化、生产自动化、运行集控化、管理信息化、队伍专业化新型生产模式,匠心打造智能化工作面。”临矿集团副总经理、总工程师赵仁乐说。

  2019年,该矿引进首套智能化工作面装备,全力打造1101智能化工作面。智能化工作面集成了液压支架电液控系统、采煤机智能化系统、语音通信系统、工作面视频辅助系统与顺槽集控自动化系统。

  2020年初,在治水突围的关键时期,突如其来的疫情打乱了邱集煤矿的既定节奏。矿班子、各部门主要负责人在大年初二、初三全部返矿、靠前指挥,全面部署矿区防疫和复工复产工作,打响了矿井战“疫”战、钻探治水攻坚战。目前,该矿安全开采4个工作面,已采出煤量75万吨,实现了黄煤田下组煤开采由“0”到“1”的历史性突破。

  为确保安全开采,打造工作面的“铜墙铁壁”,注浆环节尤为关键。“我们目前已掌握了核心技术,通过优化钻探设计和浆液配比、研发新型注浆材料、多煤层联合开发、引入竞争机制、科学压缩工程招标单价等一系列有效措施,吨煤注浆成本大幅度下降,不仅实现技术上可行、安全上可靠,而且做到了经济上合理,注浆成本跑赢了煤炭市场变化。”邱集煤矿党委、矿长王永宝介绍。

  无人则安,少人更稳。该矿大力实施“三减三提”工程,努力打造自动化、智能化、少人化和无人化的“新四化”矿井。通过技术攻关和经验摸索,人机匹配、设备操控熟练度大幅提升,人工干预率降到10%以下,单班实现常态化连续记忆割煤,打造形成了真正意义上的智能化工作面。工作面正常生产期间2人作业,同比减少14人;人工效率同比提高195.9%,达到国内同行业、同类型煤层开采先进水平。

  “我们将在当前防治水技术基础上,继续加强对新技术的吸收、探索和应用,持续增强技术治理、科技保安能力,实现生产效率、矿井效益的性提升,着力打造黄煤田安全集约高效全国防治水样板矿井和全智能化样板矿井。”临矿集团党委、董事长张圣国表示。

  风雨多经志弥坚,关山初度犹长。踏着新动能的铿锵节拍,邱煤人正以创新的锐志、跨越的,勇立潮头、奋勇向前,奋力谱写新时代邱煤崭新篇章。