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古城煤礦:“三低、四強、五有”伏“地虎”
2019年04月12日 丁悅    (點擊: )

古城煤礦面對沖擊地壓災害防治這一影響礦井煤炭資源安全高效開采的“頭號公敵”和一世界級難題,不畏懼,不懈怠,堅持“沖擊地壓可防可控”理念,通過精準“把脈”,不斷“對癥下藥”,經過10多年的理論研究,結合現場防治經驗,探索形成了“三低防沖理論體系”“四強防沖治理體系”“五有防沖管理體系”,逐漸把沖擊地壓這只“地虎”關進“籠子”,實現了沖擊地壓防治的“有震無災、有沖無傷、可防可控”。

理念深入,觀念先行,制度保障

古城煤礦堅持“理念深入,觀念先行,制度保障”原則,始終把沖地壓防治作為“天字號”頭等大事來抓。成立了以礦長為組長,總工程師、分管副礦長為副組長,相關專業副總工程師為成員的沖擊地壓防治工作領導小組,健全完善了防沖管理機構和專職防沖隊伍,組織編制了《2018-2022年沖擊地壓防治五年規劃》,制定印發了《古城煤礦防治沖擊地壓實施意見》《古城煤礦防治沖擊地壓綜合管理制度》《卸壓孔施工手冊》《古城煤礦沖擊地壓防治實用技術》,定期開展防沖業務知識專項培訓、沖擊地壓事故案例教育和沖擊地壓事故應急演練,通過宣傳欄、微信、班前會等載體,加大防沖宣傳力度,做到人手一本《古城煤礦沖擊地壓防治知識手冊》,讓沖擊地壓防治觀念入腦、入心、入行。

低擾動、低應力、低密度

“沖擊地壓發生的根本原因是巷道圍巖高應力集中,基于沖擊地壓應力機理和礦井防治實際,我們提出了‘低擾動、低應力、低密度’的‘三低防沖理論體系’?!備每蟮澄榧?、礦長倫慶忠說。

在充分理論研究的基礎上,該礦從防沖源頭抓起,通過對工作面布置進行超前分析論證,進一步優化采掘設計,精確計算工作面采寬和留寬,把巷道布置在應力集中區以外,并合理安排采掘順序,避免相向作業,避免采掘擾動形成應力集中區,從開采技術因素上為沖擊地壓治理創造有利條件;通過破壞煤體結構,將硬煤變軟煤,降低巷道周邊的應力,降低應力峰后曲線的斜率,向深部轉移應力峰值,擴大塑性區,形成低應力?;ご?,使煤體不能積聚彈性能或達不到威脅安全的程度;對同等體積的煤體抽出大量煤粉,破碎煤體,達到均勻減少,使煤體密度減小,改變煤體物理力學性質,形成低密度?;ご?,起到動載釋放,緩沖礦震來壓的作用,從而降低煤體沖擊傾向性。

強卸壓、強支護、強監測、強監督

“經過十多年的孜孜不倦的理論探索和實踐,我們總結提煉了符合礦井地質條件和開采技術條件的以‘強卸壓、強支護、強監測、強監督’為核心手段的‘四強防沖治理體系’”。該礦總工程師王桂利介紹,“強卸壓和強支護作為沖擊地壓防治核心,分別起到主動防范和被動防范作用,強監測和強監督作為沖擊地壓防治輔助手段,分別起到確定危險區域、劃分危險等級及保障卸壓工程質量的作用?!?/p>

按照“區域先行、局部跟進、分區管理、分類防治”的防沖原則,該礦在工作面開采前,對采掘工作面進行沖擊危險性評價,分析確定沖擊地壓的主要影響因素、載荷類型和破壞特征等。綜合運用微震、應力、鉆屑法等方式進行沖擊地壓應力監測,并根據監測結果劃分風險等級,明確15類重點區域和4類沖擊地壓發生類型。運用大直徑鉆孔卸壓、斷頂、斷底、煤體爆破卸壓、頂底板預裂等手段,根據采煤工作面、掘進工作面、巷道硐室不同時期的應力變化情況,進行基本卸壓、補強卸壓和解危卸壓,實現應力轉移或釋放,避免沖擊地壓發生。

先卸壓后采掘,不卸壓不采掘

為保證安全生產,古城煤礦嚴格限制采掘工作面推進速度,規定回采工作面不超過4米/天,掘進工作面根據強、中、弱沖擊危險等級,分別不超過5米/天、8米/天、10米/天。嚴格執行“先卸壓后采掘,不卸壓不采掘”制度,對掘進工作面采用兩班掘進、一班卸壓的方式;回采工作面采用一班卸壓檢修、一班生產的方式,卸壓時分別對工作面煤壁和兩順槽頂底板、兩邦組織施工。同時,按照“三限三強”要求,嚴格落實“人員準入制度”和個體防護措施,明確了具有沖擊地壓危險的采掘工作面限員人數,其中回采工作面不得超過16人,掘進工作面不得超過9人,進入強沖擊危險區域的人員必須穿戴防沖服,并設置了壓風自救裝置。

“強·弱·讓支護

由于礦井地質因素復雜,卸壓工程局部執行困難,卸壓周期較長,卸壓后的巷道可能應力再次積聚,以及未探明的隱伏斷層構造等原因,發生沖擊顯現不能完全避免。為此,古城煤礦在巖巷采用錨桿錨索全長注漿技術,增強了圍巖承載能力;在煤巷加密錨索、使用大托盤增加護表面積、加長錨固等方式,進一步增強支護強度;在工作面升級支架增強阻力、使用超前單元式防沖支架加強超前支護,抵御沖擊造成的破壞,逐漸形成了“強·弱·讓”支護理論體系,有效提高了抗沖擊能力。

科學防沖、科技治災

該礦樹立堅持“科學防沖、科技治災”理念,加大資金投入,不遺余力推進裝備升級、工藝升級,僅2018年就投入防沖資金2744萬元?!拔頤橋潯贛?臺新型ZDY4200LPS液壓鉆車,13臺ZDY-1200LPS履帶式防沖全液壓坑道鉆機,5臺ZQJ-300架柱式氣動鉆機,15臺ZQJ-140架柱手持式氣動鉆機,滿足了現場卸壓需求?!備每蟾弊芄こ淌?、防沖辦主任張欣榮說,“現在,引進了一臺遠程??匾貉棺瓿?,正在與廠家聯合研發機器人卸壓鉆機,爭取明年實現解危卸壓智能化?!?/p>

該礦不斷優化沖擊地壓監測系統,先后引進了“SOS”微震監測系統、KJ550沖擊地壓在線實時監測系統、沖擊地壓風險判識及綜合監測預警平臺,同時積極探索沖擊地壓互聯網+、大數據管理模式,通過開展CT震動波主動反演,形成了工作面沖擊危險區域云圖,使沖擊區域危險程度直觀可視,并將探頭位置、鉆孔密度、監測區域、施工記錄等信息全部集中反映在沖擊地壓綜合預警平臺上,實現了防沖工作的“一張圖”管理,構筑了“全礦微震—應力監測—鉆粉檢驗”整體到局部的監測監控體系,沖擊地壓災害智能監測、預警、分析準確率達到國內領先水平。

有措施、有落實、有監督、有考核、有獎懲

該礦不斷健全完善防沖工作安全責任制,建立了科室管理、工區管理、技術員、現場安檢員、卸壓操作工5級聯動的沖擊地壓防治責任包保制度。建立了“有措施、有落實、有監督、有考核、有獎懲”的“五有防沖管理體系”,進一步明確了各部門單位、各職級與各崗位人員具體職責,形成了層層有責,人人有責,各負其責的全員全要素抓防沖的濃厚工作氛圍,保證了“三低防沖理論”“四強防沖治理體系”執行落實到位,實現了“人人都是防沖員,群防群治保安全”,切實提升了沖擊地壓防治工作實效。

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