开滦集团唐山矿始建于1878年,至今已有135年开采历史,是中国大陆最早采用西法开采的矿井,素有“中国第一佳矿”的美誉。近年来,随着开采年限的不断增加,矿井储量日益衰减,严重制约了百年老矿的长远可持续发展。为突破资源枯竭的桎梏,唐山矿大力实施创新驱动发展战略,不断创新采煤新技术、新工艺和新装备,着力破解“三下”压煤、薄煤层、大倾角、残存储量回收等难题,深入推进老矿挖潜,为实现企业健康可持续发展提供保障。
一是实施固体充填开采,解放建筑物下压煤。唐山矿已逐步掌握建筑物下固体充填开采新技术。通过使用固体充填物料对采空区进行充填,减少顶板下沉和垮落,实现建筑物下安全开采。目前,该矿首个充填开采工作面已实现成功回采,接续工作面的备工作正稳步推进,绿色充填开采技术将在铁三区、铁四区推广应用,以全面释放建筑物压煤储量。
二是引进螺旋钻采煤技术,全面回收残存储量。随着效益煤层储量的急剧减少,唐山矿坚持眼睛向内,加大效益煤层边角余煤的挖潜力度。引进螺旋钻进式采煤机,可对煤层厚度在0.5-1米、煤层倾角20度以下的薄煤层和不规则煤层进行有效回收,为提高资源利用率、稳定煤炭质量提供有力支撑。目前该新型采煤设备已试采成功,工作面回采率可达 65%。
三是不断改进生产工艺,提高薄煤层工作面生产效率。唐山矿的薄煤层在可采储量中占很大比例,实现薄煤层的安全高效回采对稳定矿井产能意义重大。通过引进新技术、提高自动化水平、改善作业环境等手段,着力解决薄煤层工作面采高低、作业空间狭窄的问题。目前薄煤层采煤技术已成熟,三个薄煤层工作面均实现正常回采,积累了薄煤层开采的宝贵经验。
四是综合应用多项举措,确保大倾角工作面安全回采。目前唐山矿各采掘工作面的平均倾角达30度以上,开采条件十分困难。为此,该矿围绕大倾角状态下的采掘工艺、设备配套、煤柱留设、矿压分布规律等进行深入研究,采取全封闭式金属经纬网、防矸石滚落挡板、滞后回撤拱形支架、防倒防滑装置等新工艺新装备,保证了大倾角工作面的安全高效回采。
五是大力开展科技攻关,积极探索复杂条件下采煤新技术。针对采深大、形状不规则、多侧为采空区复杂生产条件,唐山矿利用现场试验、计算机模拟、理论分析等手段建立力学模型,深入研究矿压综合预防方法;应用主动承压钻孔应力仪监测技术,配合多种解危技术,建立深部不规则大孤岛条件下矿压防治的动静空间防治理论体系,为深部不规则大孤岛工作面的安全高效开采提供有力支撑。目前该技术在唐山矿孤岛煤柱工作面开采中得到成功应用,为进一步探索复杂条件下的采煤新技术提供了有益借鉴。