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古城煤礦:變革超前支護工藝 助力安全高效開采
2019年09月17日 陳宜勇    (點擊: )

為實現采掘工作面200米范圍內工作人員的“雙6”控,助推礦井更安全、更高效、更可持續生產,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,齊頭并進,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,降低生產成本,提高生產效率,向智能化、無人化開采邁進。

“無論是生產還是檢修,如果在采掘工作面兩順槽超前范圍應力集中區沒有施工人員,不僅能夠減少用人量,更為重要的是能夠實現本質安全?!鄙際蹩乒芾砣嗽斃そ鸞芩?,“為了首先實現對回采工作面超前支護段頂板的有效控制,我們在超前支護范圍內變革支護工藝,由被動支護變為主動支護,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,使巷道圍巖形成一個整體,提高巷道圍巖整體強度?!?/p>

為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、鉆孔窺視、錨索破斷力試驗、礦壓觀測等,該礦超前準備,有效推進了工藝變革的穩步實施。尤其是通過在生產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。

為了掌握工作面兩順槽超前范圍內圍巖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鉆孔窺視試驗,從5月20日起,在兩順槽120m超前支護范圍內布置了7個鉆孔進行窺視。這種鉆孔成像儀能夠實時、直觀地觀測鉆孔內的各種結構構造,并將整個鉆孔進行視頻成像,現場形成鉆孔展開圖和后期三維柱狀圖,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。

“為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,加大了圍巖觀測壓力觀測力度,加強卸壓監測預警,密切關注、持續分析超前支護段的圍巖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?!斃そ鸞芩?。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,全面更換為錨網索主動支護。

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臺建設,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云圖,使用液壓鉆車、鉆機循環卸壓,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一張圖上,實現了防沖工作的“一張圖式”管理。

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