桑竹之属,清秀敷舒,曲池奇石,交映怡然,是邢东矿也......说起冀中股份邢东矿,“人与自然和谐,生产与环保兼顾。”是它的标签。紧邻市区的特殊地理位置以及“国家级绿色矿山”等多项荣誉,赋予它更多社会责任的同时,也对它的生产运营和高质量发展增加了更多的要求和难度。
-760米深井支护、井下煤矸分离洗选、矸石智能化充填开采、绿色矿山建设,一项项优异成绩,不断为这份荣耀加冕。
然而,成功从来不会一蹴而就。
面对采掘接替紧张、深井支护困难、复杂地质条件等诸多问题,邢东矿不断强化技术创新,优化采煤工艺和采掘布局等,实现了科技降本和煤炭资源回收最大化。
复杂条件下顶板管理
是问题也是课题
作为冀中股份公司乃至整个集团最深的大采深高承压矿井,如何做到在顶板支护更加优化的前提下,实现科技降本,一直是邢东矿技术研究的重要课题。
“我们去济宁能源学习,积极与兄弟单位对标,学习他们的成功经验,再结合自身生产条件和特点,找出最适合我们顶板支护的方式方法。”技术规划科科长张健拿着厚厚的学习笔记介绍。
用竖槽钢代替钢带梁,增加支护强度,防止两帮收缩......
科学计算布局锚索打设位置,确保找到最强支护点......
掘进过断层以及安装支架期间,缩小间排距......
1222矸石充填工作面,最深煤层达900多米,为了加大巷道支护强度,在掘进过程过断层期间,减少扩帮,将原本800*800毫米的间排距,缩小成700*700毫米,支护强度大幅度提升,巷道维修周期延长2—3倍。
“缩小间排距,看似浪费了井下支护材料,但却减少了二次巷道整修的频率,不仅减少了整修时的人员和时间浪费,保证了采掘接替,更降低了多次巷道整修的各项费用。”
仅11218和1222两个工作面,就可节省各项顶板支护费用约70万元。
打破壁垒 能收尽收 不浪费每一吨煤
“我们在11235和11216工作面遇断层期间进行设计优化,尽最大努力提高煤炭的回收率。”提起资源回收,邢东矿总工程师杨军辉有感而发。
“难啊,是真的难!资源实在太宝贵了!2000来名职工看着我们,我们多努力一些,矿井的服务年限就可能多延长一些。”回归现状,复杂的地质条件、紧张的采掘接续曾一度让邢东矿举步维艰。
“紧邻市区、周边村庄密集、煤层薄、夹矸多、断层频繁......”用杨军辉的话来说,遥遥领先的科学技术,都是被逼出来的,生产接替紧张以及一线职工紧缺成为制约邢东矿采掘平衡的最大掣肘。
在11216工作面遇断层期间,提前根据掘进期间掌握的地质资料,分析回采工作面中断层情况和地质构造。在过断层时,按回采剖面图完成支架调整,工作面溜子调坡。将工作面支架及刮板输送机调整至最优角度,以最优采高实现多割煤少割岩。通过技术优化,既节省了劳动力消耗,又减少了回采托顶煤,且多回收煤炭资源约4.2万吨。按照当前煤炭价格700元/吨计算,增收近3000万元。
“此外,在11235工作面断层时,我们也通过技术创新,多回收了本无法回收的三角煤4000多吨。”
11235运料巷设计需通过SF75断层且无法避免。受SF75断层的制约,如果不采取有效举措,工作面停采线将不得不靠下布置,导致断层附近三角煤难以回收。而通过技术创新,用做假顶+卧底的方式,人为降低两巷顶板高度后,11235工作面可向外多推进15米,实现对断层三角煤最大限度地回收,可以创造直接经济效益300多万元。同时,对矿井在类似地质条件下煤炭资源的回收提供了有利的借鉴。
矸石充填的进击之路 思路决定出路
“全国唯一一座实现了矿井产量全部由充填开采完成的矿井!”这是科技创新赋予邢东矿的又一项举国瞩目的“新标签”。
“高水充填在过去十年为我们矿井立下的‘汗马功劳’我们不能否认,但技术在不断更新,我们要精益求精,全方位降本增效,就要找出可以替代高水充填的更好方式。”回忆起全域连续智能化矸石充填的进击之路,杨军辉目光闪烁。
为了优化矸石充填系统,设计采用矿外矸石结合井下矸石充填开采,并改进矸石充填工作面装备和工艺,提高开采效率。在-760里段运矸巷、矸仓绕道及-760东翼充矸通道掘进工程1004米,建立2个矸石仓,形成了1100区域充矸系统,为实现1222高水充填改矸石充填节省了1年半的时间。同时,提前1年半将高水充填改矸石充填之后,充填消耗总成本节约了近5000万元。
此外,为了保证生产接替,他们通过回采工艺和采掘布局的优化,抢出了11218矸石充填工作面,把本来无法回收的煤炭,通过现有井下矸石充填,加上覆岩离层注浆技术,回收条带煤柱,延长了矿井服务年限,更为高水改矸石接替争取了宝贵的时间。11218工作面预计可多产约25万吨煤炭,产生经济效益近2亿元。
原有的矸石充填技术,在11218粉煤灰关键层注浆减沉技术的加持下,产生了质变的化学效果。提高了充填效果,有效控制了地表的移动变形,解决了邢东矿建下矸石充填采煤的瓶颈问题同时,也为消减临近矿井矸石山做出了贡献,减少了矸石对环境的污染。
从提出问题到解决问题,思路决定出路。“更安全、更可靠、更高效、更优化、更节约......”一连几个“更”,展现了邢东矿对科技创新一往无前的执着。
无煤柱开采 是技术迭代 更是思维革命
“技术永无止步!”这是采访过程中,杨军辉反复强调的一句话。科技创新的背后都是苦难,全域连续智能化矸石充填的背后折射出的是邢东矿一脉相承的智慧基因和邢东人乐观天成的科研气质。
新的目标已经确定,邢东矿将朝着无煤柱矸石充填开采、沿空留巷的更高技术迈步。
“在11215工作面掘进设计上,正常情况下,需在这里拐弯施工切眼。为了提高煤炭资源回收率,尽可能多回收宝贵的煤炭资源,我们通过研究地质资料,分析断层位置,发现从运料巷掘进可以掘至设计切眼的位置,而且不会撞上这个断层,我们立刻重出设计,制定了新的掘进方案。”张健指着一版又一版的设计图纸,认真地解释道。
对11215工作面DF15断层进行分析研究,确定巷道坡度及两巷贯通方案,以锚网支护的形式将20米煤柱回收,通过加注水泥浆,充填碾压混凝土,排木剁,排单体,解决充填开采沿空留巷,支架跨度大,支护强度高的难题,实施无煤柱开采,可多回收煤炭资源约2万吨,有效缓解采掘接替紧张局面的同时,创造经济效益近1600万元。
当思维革命与技术迭代相互碰撞,定会更加厚积薄发、大放异彩。
“一步一步来,是压力,更是动力!”这是采访结束前,杨军辉反复说了几遍的话。在科技赋能的“谋变与创新”下,邢东矿将一路劈波斩浪、行稳致远!