2月3日,在晋能控股煤业集团塔山煤矿公司综采一队8117工作面作业现场,班组长贾二旦正在有序组织生产。这是该公司开采的第5个小煤柱工作面。一流的智能化设备高效配合,滚滚煤流被皮带搭载着源源不断输送到地面。从传统作业留设的38米区段大煤柱到如今6米的小煤柱,32米的资源能够被科学开采、充分利用,其间经历了不懈探索和艰苦努力。
资源宝贵不容浪费 行业内将3~8米的区段煤柱统称为小煤柱。通俗理解,小煤柱留设技术就是把工作面的顺槽布置在相邻采空区的边缘。这样不仅可以提高资源回收率,同时将顺槽布置在低应力区,有利于巷道维护,保证了安全回采。目前,国内采用小煤柱井下作业并不鲜见,而该项技术落户晋能控股集团,更是意义非凡。
晋能控股煤业集团所属矿区,特别是大同矿区煤层赋存复杂,双系煤层及厚煤层开采普遍存在,18~23米的特厚煤层矿井也比比皆是。以往,这些矿井作业留置煤柱一般不小于38米,最大可达43米。在工作面采煤结束后,巨大的煤柱成了带不走的宝藏,宝贵的资源只能被无奈舍弃,保守估算,每1000米煤柱损失煤炭在50~100万吨之间。而小煤柱开采的优势正是通过科学布置,缩小煤柱尺寸,有效缓解工作面煤柱集中应力影响,提升安全保障能力,同时提高煤炭资源回收率,延长矿井服务年限。从2012年起,当时的同煤集团决策层就下定决心攻克特厚煤层坚硬顶板的小煤柱开采技术,并开始了数年的研发及推广之路。
小煤柱技术首试特厚煤层开采 借助与中国矿业大学合作研发的科研力量和成熟的小煤柱开采技术,针对坚硬顶板的特殊条件,经实验室屡番测试,研发团队首先选择在中厚煤层坚硬顶板条件的四台矿81215工作面51215回风平巷投入应用。该技术实现了煤层群开采坚硬顶板条件下留设小煤柱护巷,改善了沿空巷道围岩的恶劣应力环境,减小了工作面沿空巷道围岩的变形,减少了冒顶、片帮等矿压事故发生,为矿井安全高效生产提供了保障。该矿应用小煤柱开采后,煤炭回采率大大提高,在412盘区东翼多采出原煤55万吨,每米沿空掘巷所产生的直接经济效益达2106元。《四台矿煤层群开采坚硬顶板条件下留设小煤柱护巷技术研究》获得了山西省科技进步二等奖。
作为国内设计生产能力最大、晋能控股集团先进产能的主力生产矿井,塔山煤矿年产量千万吨以上,主采3~5号煤层厚度在18米以上。由于地质环境复杂,国内尚未有小煤柱技术在此条件下开采的先例,过去一直沿用留置38米的大煤柱作业。
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