软岩巷道支护破解世界性难题

“9月以来,我们矿井每天的掘进速度达到了15米,是有效解决‘软岩巷道支护’这一世界性难题前的15倍”,今天,山东能源临矿集团上海庙矿业公司榆树井煤矿副矿长翁洪洲一边拍着巷道两边的墙体,一边兴奋地告诉记者,“目前,我们集团创造的‘软岩巷道支护法’正在申请国家专利。”

软岩被称为煤炭开采中的“拦路虎”,软岩巷道支护一向是困扰世界煤矿开采的一大难题。位于内蒙古鄂尔多斯市上海庙矿区的榆树井煤矿,地下软岩地质构造独特,被称为软岩中的软岩,岩石遇水成泥,遇风风化。该矿井自2006年10月开工建设以来,井下巷道顶、底板普遍含水,造成巷道泥泞、积水多,加之软岩遇水便泥化膨胀,导致巷道底鼓变形严重,巷道维修费用巨大,每月开掘仅能达到30米。

临矿集团副总经理、上海庙矿业公司总经理陈家忠向记者介绍,面对“软岩巷道支护”这一世界性难题,在沂蒙精神熏陶下成长起来的临矿人没有退缩,而是迎难而上,依靠科技,打出了一套漂亮的软岩巷道支护“组合拳”。

他们成立了攻关小组,抽调一个工区专门协助攻关,随时记录巷道、软岩物理变化情况。同时,联合中国矿业大学、山东科技大学等院校及全国各地软岩支护专家集中攻关,本着治软先治水、治水先治底的原则全力“合围”。

他们以改善围岩自身支撑能力为主,借鉴“太极拳”的功法,实施刚柔并济、抗让结合的支护法,想方设法不使水接触泥岩,以减少巷道底鼓变形量。制定出矿区软岩巷道、硐室支护方案,利用高强度锚杆施加高预紧力,以控制巷道围岩变形,实施注浆以提高围岩自身承载能力。

然而,支护后的巷道依然出现喷体开裂、变形、失修率高等问题,锚喷支护遇到了新的挑战。经过20多名专家教授的反复论证、100多名施工人员的无数次试验,他们最后选择采用复合支护技术保持巷道稳定。历时5年多,到今年5月底,基本降服了软岩这一“拦路虎”。

国际岩石力学专家、中国科学院院士宋振骐教授对此给予高度评价:临矿集团上海庙矿业公司在软岩支护方面取得了全国及至世界性的阶段性成果。

9月18日,记者在井下现场看到,该矿采取的巷道支护方式基本能够抑制巷道变形引起的巷道喷层开裂变形与失修破坏,保证了巷道的稳定。

榆树井煤矿矿长、党委书记吴涛告诉记者,“我们正在积极地优化支护参数,力争使巷道每米消耗成本降至最低,直到取得软岩支护的最终成果。”通讯员 崔鑫 王俊 庞海运 记者 李振 报道