由象山矿井自主研发的复杂条件下三软煤层沿空留巷围岩控制技术与配套装备研发项目,经十余年技术攻关,不仅打破了三软煤层“开采难、风险高、成本大”的行业困局,解决了该矿3号煤层工作面巷道具有应力高、巷道变形严重、复修次数多、劳动强度大、机械化程度低、安全风险高等难点。

昔日“老大难”:3个月复修一次巷道,开采进度卡脖子
象山矿井的三软煤层,曾是安全生产的“心头患”。“煤层软、顶板碎、应力大,严重影响了工作面开采进度。”生产技术部部长陈阳回忆,过去3号煤层工作面巷道平均每3个月就要复修一次,最长一次连续补巷20天,不仅拖慢开采进度,还增加了瓦斯、顶板事故风险。
更棘手的是,作为煤与瓦斯突出矿井,水害、瓦斯等隐蔽致灾因素叠加,传统开采方式下,巷道掘进量大会增加事故概率,留设煤柱又浪费资源,在这样的两难困境下,象山矿井组建技术专班,启动沿空留巷技术攻关,誓要啃下这块“硬骨头”。
十年磨一剑:四阶迭代,从“补巷忙”到“一次成巷”
“技术升级不是一步到位的,每一步都得跟着井下实际情况调整。”生产技术部部长陈阳翻出厚厚的试验记录,上面清晰记载着四次关键突破。他是陪伴这项技术从“诞生”到“成熟”的核心成员,在他的办公室里,堆满了厚厚的试验记录和设计图纸,最上面的一本笔记本,扉页上写着“不破不立,攻坚到底”。
2016年初,第一套技术方案正式落地,柔膜混凝土墙沿空留巷技术应运而生。2018年,科研项目迎来第一次重大突破,在柔膜混凝土墙技术的基础上加入支架尾梁后切顶爆破技术。21312采面超前预裂切顶技术投用,“就像给顶板装‘精准切割刀’,按预定线切断后,采空区压力传不到巷道,维护周期从3个月延长到6个月,真正实现‘一次成巷、长期稳定’。”2025年超前切顶预裂爆破延续至今,技术成熟,巷道围岩变形量得到有效控制,极大缓解矿井采掘接续紧张局面。
创新“三板斧”:理论、装备、模式全突破
能破解行业难题,靠的是“理论+装备+模式”的创新组合:在理论上,团队首创“不规则圈层结构”围岩控制理论,用三维模型模拟地质变化,让支护方案从“凭经验猜”变成“按数据算”;装备上,自主研发的悬浮式单体液压支柱,抗压强度比传统支柱高25%,搭配组合式支架、单轨吊运输系统,形成“探测-支护-运输”全机械化链条;针对瓦斯难题,创新“留巷钻孔抽采”模式,在留巷内打钻孔,既抽当前采空区瓦斯,又为下一工作面预抽,杜绝瓦斯超限,实现“一巷两用、以抽保采”。
效益看得见:年增1亿+,成行业标杆
如今,技术的“红利”实实在在:累计留巷13748.4米,回收煤柱122多万吨,按当前煤价算直接增收超3.24亿元;节约掘进费用6000余万元,每个工作面瓦斯治理成本节省6000万元,每年间接效益超1亿元;安全上,“Y”型通风根除瓦斯风险,巷道掘进量减50%,事故发生率降65%。
凭借硬核实力,该技术拿下中国煤炭工业协会科学技术奖一等奖,经鉴定达到国际领先水平。目前,山西、河南等地10多家矿区也专程来“取经”。“下一步,我们要加强智能监测,让系统能自动预警围岩变化,向‘无人化’沿空留巷迈进!”陈阳说。该项目还取得专利9件,成果经中国煤炭工业协会组织鉴定达到国际领先水平,成为矿井安全生产的“金名片”。(严改丽)