地處山東德州齊河縣境內的邱集煤礦,近日傳來好消息:成功實現下組煤開採,破解了雙重灰巖承壓水威脅煤層開採的世界難題,闖出了黃河北煤田下組煤開發的新路子,為國內同類礦井開採提供了有益借鑑和可行樣本。
艱難抉擇,歷經坎坷志不移
黃河北煤田有著百億餘噸的儲量。早在1978年就開始籌建的邱集煤礦,下組煤儲量近2億噸,但是由於受頂板四五灰、底板徐奧灰巖溶承壓水威脅,籌建過程一波三折。直到2003年12月才建成投產。
2004年,臨礦集團接管邱集煤礦後,把治水作為重中之重。2006年,11煤石門距四五灰垂距5.5m處發生底板突水。由於突水通道難以查清,於2007年施工擋水牆進行了封閉。初試宣告失敗.
執著不屈的臨礦人沒有被困難和失敗所嚇倒,物探、鑽探、注漿、放水試驗的節奏始終不亂。然而,由於受裝備、技術水平等方面的制約,11煤注漿改造工程始終沒有獲得突破。
寒來暑往,幾經周折,箇中滋味只有邱煤人的體會最深。
2016年上半年,邱煤煤礦到了生死邊緣,經濟可採儲量已不足50萬噸,並被列入「殭屍企業」。如不儘快在下組煤治水上取得突破、釋放儲量,礦井將被關停。
經過探測發現,11層煤平均厚度2米以上,地質儲量在6000萬噸以上,是優質的煉焦配煤,熱量是氣肥煤的近兩倍,經濟價值可觀。然而,一道天大的難題——水患,始終沒能攻克,成為橫亙在邱集礦和臨礦集團決策者們面前的「攔路虎」。由於受頂、底板承壓水威脅,水害防治成為制約礦井可持續發展的重大瓶頸。僅靠傳統治水辦法難以為繼且根本行不通。
生死關頭,何去何從?考驗著臨礦決策者的智慧和膽略。如果按照「殭屍企業」關井,一關了之,那麼一千多名職工怎麼辦?6000萬噸優質焦煤以及受水患威脅的11層、13層近2億噸儲量豈不白白浪費,更何況所處的黃河北煤田賦存的下組煤優質資源百億噸之多。
「這種地質條件開採下組煤,沒有先例,不可能成功。」「在兩層水中間採煤,風險太大了,這不是天方夜譚嗎!」……種種議論和反對聲音不絕於耳。
一道迫切需要解決的「生死難題」,擺在臨礦決策層面前。時間不等人,下組煤開採迫在眉睫!
為了再造一個「新邱集」,為了黃河北煤田的資源解放,臨礦集團領導經過審慎研究,最終拍板決定:組織各方力量向「11煤」發起挑戰。
一場決定邱集煤礦生死存亡的「攻堅戰」就此打響,一場制服水患、根治隱患的「阻擊戰」從此展開……
探尋「縛虎」術,為安全開採提供「護身符」
臨礦集團當機立斷,從集團層面成立專班,邱集煤礦成立了以時任總工程師武善元為首的水害治理攻關組,打破傳統慣性思維,全力攻克「水患」這一「攔路虎」。
經過反覆研究商討、權衡風險,攻關組決定採用地面順層水平定向鑽探+高壓注漿技術對下組煤進行超前區域治理。
2016年7月,隨著D8孔第一鑽嵌入地層,一場艱苦卓絕的治水攻堅戰正式打響。
2016年7月,邱集煤礦十一煤地面區域治理開工
地測專業出身的武善元頂著巨大壓力,先後主持完成3次大型放水試驗,攻克了一個又一個難啃的「硬骨頭」。
隊員劉磊面對S5-5分支孔有可能會出現類似塌孔現象,與施工人員盯守現場,吃喝在工地,最終探索出用高標號水泥固結和非定向鑽探穿越泥巖段的方法,大大提高了鑽探效率。
4年來,通過創新先後實施以頂底板同注、淺埋深地面順層等距離分支鑽孔和定向鑽進精準注漿技術「三大」核心技術,形成了「五位一體」防治水技術管理體系。一項項成果、一個個首創,伴隨著不斷刷新的鑽探記錄,相繼轉化成一項項專利,共同構建成下組煤安全開採的「銅牆鐵壁」。
截至今年11月,已完成四個塊段的治理,施工鑽孔40餘組,完成鑽探進尺12萬米以上,注漿量70多萬噸,治理面積2.0km2,解放資源儲1700萬噸,並建成了黃河北煤田首個智能化工作面。
智能化開採,如虎添「翼」
經歷了「生死劫難」「起死回生」的邱煤人清醒地認識到,依靠科技創新治水讓邱集獲得新生,要想實現礦井高質量發展,更需要科技興礦、科技保安,走智能化開採的路子。
邱集煤礦1101智能化工作面
藉助於臨礦集團強力推進的工業3.0+升級改造重點工程和新舊動能轉換項目,邱集煤礦領導班子將敏銳的目光聚焦到智能礦山建設上。
「按照能源集團『一提雙優』工作部署,我們把智能化建設作為『一號工程』,著力構建工藝現代化、生產自動化、運行集控化、管理信息化、隊伍專業化新型生產模式,匠心打造智能化工作面」。臨礦集團副總經理、總工程師趙仁樂說。
進入2020年、在治水「突圍」的關鍵時期,突如其來的疫情打亂了既定節奏。嚴峻的疫情形勢並沒有嚇倒堅定的邱集人,該礦安全開採四個工作面,採出煤量75多萬噸,實現了黃河北煤田下組煤開採由「0到1」的歷史性突破。
對進入礦區運輸車輛進行消殺
「無人則安、少人更穩」。該礦大力實施「三減三提」工程,努力打造自動化、智能化、少人化和無人化的「新四化」礦井。
「我們將在當前防治水技術基礎上,繼續加強對新技術的吸收、探索和應用,持續增強技術治理、科技保安能力,實現生產效率、礦井效益的革命性提升,著力打造黃河北煤田安全集約高效全國防治水樣板礦井和全智能化樣板礦井。」臨礦集團黨委書記、董事長張聖國表示。(崔鑫 攝影:閆之喜)