晋能控股煤业集团同发东周窑煤业公司在采掘作业中持续遭遇地质构造“超预期”挑战。自矿井筹备以来已精准排查出未探明地质构造300余处,复杂多变的地质条件不仅给生产推进带来阻碍,更对顶板安全管理提出严峻考验。面对这一情况,公司聚焦“安全高效”核心目标,从掘进、综采两大关键环节入手,打出顶板管理“组合拳”,为矿井安全生产保驾护航。
“超前预判、精准管控”构建全流程顶板防护体系
在掘进工作面顶板管理上,该公司以“超前预判、精准管控”为原则,构建全流程防护体系。通过三维地震、钻探、物探等综合手段,实现3米以上断层精准预测,为作业提前“扫清障碍”;针对过断层、破碎带等关键场景,严格依据地质资料、矿压观测数据及现场实际编制专项安全技术措施,确保每一项措施都能“落地见效”。
他们对新盘区的工作面采用三维地震、钻探、物探等综合手段进行预测预报,做到3米以上断层精准预测。同时把审批规程、措施当作大事来抓,做到地质构造不清不审批,要求每本规程、措施都要根据地质资料和矿压观测资料进行编制,使作业规程真正起到指导生产,保证安全的作用。他们转变传统观念,把过构造变为治构造,采取预注马丽散、双液浆进行围岩加固,同时配合打设超前锚杆、超前导管进行临时支护。公司牢固树立设计是顶板安全第一道安全防线的理念,加强顶板支护设计管理,以“三高一低”为支护设计理念,以“安全第一、科学严谨、切合实际”为支护设计原则,进一步强化设计管理,提高支护设计水平。在支护设计前要按照《煤矿巷道锚杆支护技术规范》等规范要求加强地质勘探和地质资料的分析研究,掌握煤层赋存情况、地质构造、顶底板岩性和矿压显现规律,以及顶板离层位移情况,结合作业地点实际情况,实现“一面一策”。对在用巷道顶板管理上始终坚持“谁使用谁监管、谁占有谁负责”的原则,明确属地管理、加强巷道巡查,及时发现不放心区域、疑似区域同时编制加强支护方案和施工安全技术措施并组织实施。
“硬核”方案破解顶板管理关键难题
综采工作面作为顶板管理的另一关键战场,公司同样拿出“硬核”方案。在初采与采空区悬顶管理上,针对综采工作面压力长期居高不下问题,作好工作面矿压分析技术管理,作好周期来压预测预报工作,采取头尾退锚、水压预裂、打设卸压孔、开挖卸压槽等综合技术手段进行超前管控。无论是依据应力分布确定参数的钻孔卸压,还是采用定向聚能爆破、明确装药量与封孔长度的爆破切顶,亦或是结合岩层特性设定压裂孔高度与仰角的水力压裂,每一项技术应用都做到“精准匹配”地质条件。
在临空巷管理与支架优化上,该公司进一步升级防护标准:实施临空巷顶板深部岩层水力分段多次压裂切顶卸压技术。通过与科研院所合作在综采工作面推广实施临空巷顶板深部岩层水力分段多次压裂切顶卸压技术,对坚硬顶板水力分段多次压裂和注水软化,削弱了上覆岩层储存的高应力,减小工作面端头三角区悬板,实现随采随垮,解决了综采工作面回采期间煤柱应力集中和巷道变形的问题。针对顶板破碎、底鼓严重、断层破碎带等问题,分别采取补打锚索钢梁、及时起底、提前注浆加固等措施,全面消除隐患。
针对厚煤层顶板来压强度大的特点,他们更换大流量安全阀、采用大阻力支架,确保瞬时来压时支架能及时泄液,避免构件损坏。在冒顶处理中,严格遵循“从两头向中间、从好到差”的维护原则,待顶板稳定后先处理活矸、清理退路,再结合现场实际选择适宜的维护方法,保障作业安全。
该公司持续优化顶板管理技术与流程,以严标准、实举措守牢安全底线,通过一系列精准有效的顶板管理举措,不仅让公司在复杂地质条件下实现了安全生产,更积累了宝贵的实践经验,为矿井高质量发展奠定了坚实的基础。(季玉锋 耿丹丹)