52岁的翟德才不用背火药了。以往,身为支护工的他,每天上班需要背火药,背着火药不能坐车,只能步行,40公斤的火药压在背上,步行5000米,一背就是20多年。直到2年前,水力压裂切顶卸压护巷技术在西山煤电屯兰矿开始应用后,翟德才终于放下了火药箱,可以像其他矿工一样,坐人车入井了。
人用得少了
屯兰矿2#煤层工作面均采用“U”型通风,瓦斯治理模式采用本煤层钻孔抽采+上、下邻近层钻孔抽采+顶板走向长钻孔抽采+采空区大孔径抽采或上隅角悬管抽采,瓦斯治理巷可作为相邻工作面顺槽复用。根据以往多个工作面回采后现场情况来看,瓦斯治理巷经常受采动影响出现了巷道压力剧烈显现、顶板破碎下沉严重、支护失效多、巷道底鼓变形量大,甚至局部地段出现漏冒顶等问题,无法满足巷道后期复用要求。为彻底解决瓦斯治理巷受动压影响严重及后期整巷工程量大这一难题,该矿经过多次研究和实地论证后决定采用切顶卸压护巷技术。
新招治旧疾
“从2016年开始,屯兰矿在12408、12505、12507、22301等工作面使用深孔爆破切顶卸压护巷技术,累计保护巷道5000多米。随着深孔爆破切顶卸压护巷技术的推广使用,诸多问题逐步显现出来。”屯兰矿生产技术部副部长娄二龙介绍道,“针对深孔爆破切顶卸压施工过程中存在的安全系数低、工程量大、成本高等问题,2023年开始,屯兰矿在12509皮带顺槽开始使用水力压裂切顶卸压护巷技术。”
在12509工作面,屯兰矿进行了深孔爆破和水力压裂功效对比,发现顶板下沉量,水力压裂比深孔爆破小50—200mm;两帮位移量,水力压裂比深孔爆破小115—140mm;底鼓量,水力压裂比深孔爆破普遍小165—190mm。通过综合对比分析,使用水力压裂切顶卸压护巷技术安全性高、速度快、效率高、人员投工少、劳动强度低。根据现场实际情况,深孔爆破需6人,水力压裂需3人,算下来,采用水力压裂技术,单班作业人员可减少3名。
钱花得少了
“减少人员只是一方面,关键是深孔爆破容易产生大量有毒有害气体,用了水力压裂技术之后,工人们起码不用闻那个炮烟味了。”原准备一队队长赵伟说。
之前用深孔爆破,需要把火药装到凹槽爆破筒内,一节火药0.2米长,200克重,一个孔要用25米长的火药,算下来要用125节火药,也就是25公斤。“以前深孔爆破程序多、炸药需求量大、工程量大,咱们省取消井下火药库后,遇到大雪天火药运不上来,我们就只能干等着,对井下生产制约严重。”说起水力压裂技术的好处,屯兰矿准备二队技术队队长赵海斌打开了话匣子,“水力压裂技术以水为介质,材料易取,不像火药受供应影响,而且大部分设备可复用。”
新招治旧疾
“以前放炮的话,连线、装药需要时间,三人连锁要求爆破工、瓦斯检查员、跟班人员都得在场。”娄二龙补充道,“一放炮,两边顺槽带切眼全部得断电,人员都得撤离,炮烟吹尽最少也得30分钟。爆破过程严重影响矿井工作面正常回采和原煤产量。”
屯兰矿根据测算发现,水力压裂技术比深孔爆破技术每米单价降低103.57元,巷道变形量减少31%,整巷只需拉底和补打失效的锚杆、锚索,整巷主材费用每米可减少1700元,整巷工期可减少1/3,按照12509皮带顺槽整巷1400米计算,可节约整巷费用252万元左右,具有较大的经济效益。
社会效益高了
鉴于水力压裂切顶卸压护巷技术在12509工作面取得了良好成效,屯兰矿不断总结技术和经验,在其他领域进行了积极推广应用。
目前,屯兰矿水力压裂技术已在2#煤多个工作面进行了应用,解决了悬顶面积大、临近采动影响巷道护巷难等问题,累计护巷达1000多米,技术成果已初见成效。下一步,该矿将继续大力推广使用,计划在8#煤18302工作面试验,以解决后期高水充填沿空留巷和底抽巷护巷两方面的难题,试验成功后,该技术将成为相似地质条件高瓦斯及突出矿井推广应用的优秀范例。
目前,屯兰矿还对顺槽水力压裂切顶卸压保护邻近巷道、工作面收尾通道水力压裂切顶卸压保护盘区大巷等进行研究应用。
“屯兰矿将在广泛推广应用水力压裂切顶卸压技术的基础上,不断进行经验总结,进一步优化钻孔设计、减少施工钻孔数量,提高施工效率,提升压裂效果。”娄二龙踌躇满志地说。