成庄矿在煤炭开采技术领域取得重大突破,其研发的“松软破碎厚煤层小煤柱沿空掘巷围岩控制技术”被鉴定为国际先进水平,成功破解了松软厚煤层小煤柱开采技术难题。
成庄矿井田赋存条件复杂,煤层强度低、易破碎。传统开采模式下,为抵御矿压显现和巷道围岩变形,工作面顺槽间需留设40米宽的护巷煤柱。在稳定巷道的同时,也造成了煤炭资源的浪费。
革新开采方法,减小煤柱尺寸,确保安全开采,成为该矿亟待攻克的难题。该矿联合科研院所组建研究团队,针对松软破碎厚煤层小煤柱沿空掘巷围岩剧烈变形、难以控制的挑战,综合运用现场实测、实验室实验、数值计算、理论分析、材料研发和现场试验等多种手段,开展系统性的科技攻关。全面评估现有地质条件下的支护形式、参数、效果及煤柱失稳变形情况,建立了松软破碎厚煤层小煤柱沿空掘巷顶帮联动稳定性力学模型,明确了帮部在整体围岩结构稳定中的核心地位,构建了“锚网支护-改性加固-辅助支护”“三位一体”协同控制技术,并自主研发具有超强渗透性和超高粘结力的微纳米复合注浆材料,开发高压封孔器,形成成熟的高压注浆技术体系,实现煤柱和巷帮空隙的带压高效充填,有效提高了煤柱和锚注支护的协同控制作用。在这些自主创新技术的支撑下,研究团队精确计算并确定沿空掘巷留设小煤柱的合理宽度,将原先40米的煤柱缩减为6米,有效减少了资源浪费。目前,该技术已在成庄矿53151巷、43172巷累计应用3796米,试验巷道区域多回收煤炭资源100余万吨,直接增收1亿多元。
该技术的成功研发和应用,是成庄矿在复杂煤层安全高效开采领域取得的标志性成果。它成功破解了松软破碎厚煤层小煤柱护巷的技术难题,实现了资源回收率提升与巷道安全稳定的双赢,还为面临类似开采挑战的矿山提供了可复制、可推广的成熟方案,具有广阔的市场应用前景和行业推广价值。