同煤集团一项技术实现两年创效8500万元

中国金融信息网2020年01月21日17:27分类:机构动态

2019年,山西同煤集团三项科技创新项目获得中国煤炭工业协会科学技术奖一等奖。其中,“大同矿区双系煤层开采水气下泄致灾机理及防控技术”解决了上覆采空区极易造成水气下泄进而困扰矿井安全生产的难题,同时同煤集团依靠这一技术两年创效8500万元。

大同矿区属典型的双系煤层开采矿区,即煤田属侏罗系与石炭系双煤系赋存,开采工艺相对复杂,关联到采矿、地质、安全等多个方面。由于上部侏罗系采空区分布复杂,加之石炭系煤层一次性开采空间大、覆岩强度高破坏力强,一旦采动裂隙与上覆侏罗系采空区沟通,极易诱发采空区积水及一氧化碳等有害气体下泄,给矿井安全生产带来重大隐患。要想彻底治理水气下泄,就得搞清楚致灾机理,从根本环节遏制其发展蔓延,产生危害。

从2015年起,同煤集团联手河南理工大学开始“双系煤层开采水气下泄致灾机理及防控技术”的科研攻关。集团派出精干技术队伍,经实地钻孔取岩样做水气浸流试验及应力状态下水气渗透情况,研究裂隙岩体的基础渗流特性,得出大同矿区双系煤层间基岩遇水力学性能无显著变化的精准结论;实验室用相似材料模拟在煤层开采过程中上覆岩层变化与裂隙的关系等系列试验,综合运用理论分析、数值计算、相似模拟、现场测试等手段,取得一系列重要成果。

这些创新成果环环相扣,一步步揭示出致灾机理,最终找到治理方法。同煤集团同大科技研究院安全所所长赵君表示,综合治水首先要清楚采空区积水位置。多层采空区积水综合探测,就是经地面和井下钻探、物探、工程示意图以及化验水质成分确定采空区积水分布信息。明了分布情况,就好比准确掌握了猎物位置,接下来就可采取有效措施。周密措施通过“井下直排-井下深孔探放-地面抽放-上部其他矿井分流排水”方式精准排水,彻底清除采空区积水隐患。

双系采空区流场动态平衡多点调控的矿井通风系统调控方法,则是通过人为干预将有害气体下泄和工作面漏风情况合理控制,最终研发成功特厚煤层工作面流场局部动态平衡自动控制系统成套装备,构建了双系多层采空区下特厚煤层安全开采技术体系。

同时,同煤集团还研发出特厚煤层工作面流场局部动态平衡自动控制系统成套装备,通过多点调控,监测有害气体、风量、风速等,有效控制有害气体下泄和工作面漏风现象,保证安全生产。

“大同矿区双系煤层水气下泄致灾机理及防控技术”研发开始于2015年,并于2018年12月全面完成。2016年8月在同煤集团同忻矿8106工作面得到全面推广应用,工作面与上覆采空区距离近,实施多点调控整体平衡通风技术后,工作面在后续开采中实现了实时预警和控制气体下泄,进而保证了工作面的安全回采。

2018年,同忻矿8309工作面开始回采,此面上覆14#煤采空区间距220米,应用“双系煤层开采水气下泄致灾机理及防控技术”,在此工作面开采之初就做好应对预案,根据前期钻孔得到的结论和风量监测结果制定相应措施,上覆采空区积水及有害气体均得到控制,没有影响矿井安全生产。

2017年,8106工作面回采了1152米,相当于工作面增加原煤产量54.9228万吨,新增利润6000余万元;2018年,节约通风设备费用500万元,节约排水设备及工程费用2000万元,直接创效2500万元。( 刘雨亭 谷耀忠 蒋亚春)

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