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古城煤矿:变革超前支护工艺 助力安全高效开采
2019年09月17日 陳宜勇    (點擊: )

爲實現采掘工作面200米範圍內工作人員的“雙6”控,助推礦井更安全、更高效、更可持續生産,針對國家限員規定,古城煤礦堅持無人則安,積極順應沖擊地壓礦井無人化、少人化發展趨勢,大力推進智能礦山建設,抓住重點環節,齊頭並進,通過變革超前支護工藝,減少超前支護段危險區工作人員數量,降低生産成本,提高生産效率,向智能化、無人化開采邁進。

“無論是生産還是檢修,如果在采掘工作面兩順槽超前範圍應力集中區沒有施工人員,不僅能夠減少用人量,更爲重要的是能夠實現本質安全。”生産技術科管理人員肖金傑說,“爲了首先實現對回采工作面超前支護段頂板的有效控制,我們在超前支護範圍內變革支護工藝,由被動支護變爲主動支護,由錨索支護代替傳統超前支護,通過采用補強錨索支護替代原有被動支護形式,使巷道圍岩形成一個整體,提高巷道圍岩整體強度。”

爲了打造無需支柱林立的高強度“真空”防護圈,形成安全高保障出入區域,從超前支護工藝變更方案設計,到超前支護強度計算、支柱檢測、鑽孔窺視、錨索破斷力試驗、礦壓觀測等,該礦超前准備,有效推進了工藝變革的穩步實施。尤其是通過在生産現場進行的無數次錨索拉拔力試驗,得出了這樣的結論:錨索的屈服強度要小于2根錨固劑的抗拉強度,單根錨索的極限載荷或多根樹脂錨固劑的抗拉強度大于單體液壓支柱的承載力。

爲了掌握工作面兩順槽超前範圍內圍岩特性及裂隙動態發育情況,確定更合理的錨索長度及支護方案,該礦開展了3105工作面兩順槽超前支護鑽孔窺視試驗,從5月20日起,在兩順槽120m超前支護範圍內布置了7個鑽孔進行窺視。這種鑽孔成像儀能夠實時、直觀地觀測鑽孔內的各種結構構造,並將整個鑽孔進行視頻成像,現場形成鑽孔展開圖和後期三維柱狀圖,通過再現孔內結構體進行定量分析,最終確定錨索支護的長度、密度、強度,以及分布狀況、校核方式和輔助措施。

“爲了確保最大程度的安全可靠性,我們不斷優化超前支護方案,加大了圍岩觀測壓力觀測力度,加強卸壓監測預警,密切關注、持續分析超前支護段的圍岩變形及頂板壓力變化,循序漸進、逐步退出超前被動支護,形成安全出口,力爭在年底前全部取消超前被動支護。”肖金傑說。他們在前期采用“架棚(或單元支架)被動支護措施”+“主動支護措施”“二合一”方式,對超前支護段進行加固,隨著工作面向前推進,逐步減小超前被動支護的支護密度,通過一段時間的觀察,如果頂板無明顯變化,就取消被動超前支護,全面更換爲錨網索主動支護。

針對深部卸壓難題,該礦堅持“強支護、強卸壓、強監測、強監督”核心理念不走偏,實行“全覆蓋循環卸壓,重點區域補償卸壓”,開展沖擊地壓綜合預警平台建設,加強對重點區域的沖擊預判和動態分析,開展CT震動波主動反演形成工作面沖擊危險區域雲圖,使用液壓鑽車、鑽機循環卸壓,並將探頭位置、鑽孔密度、監測區域、施工記錄等信息全部集中反映在一張圖上,實現了防沖工作的“一張圖式”管理。

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