52岁的翟德才终于不用背火药了。身为支护工的他,曾经每天上班需要背火药。背着火药不能坐车,他只能步行,40公斤的火药压在背上,步行5000米,一背就是20多年。
直到2年前,水力压裂切顶卸压护巷技术在屯兰矿开始应用,翟德才终于放下火药箱,可以像其他矿工一样,坐着人车入井了。
用人少了
屯兰矿2号煤层工作面均采用“U”型通风方式,瓦斯治理模式为“本煤层钻孔抽采+上、下邻近层钻孔抽采+顶板走向长钻孔抽采+采空区大孔径抽采或上隅角悬管抽采”,瓦斯治理巷可作为相邻工作面顺槽进行复用。
从以往多个工作面回采后现场情况来看,瓦斯治理巷受采动影响出现巷道压力剧烈显现、顶板破碎下沉严重、支护失效多、巷道底鼓变形量大,甚至局部地段漏冒顶等问题,无法满足巷道后期复用要求。
为彻底解决瓦斯治理巷受动压影响严重及后期整巷工程量大这一难题,该矿经过多次研究和实地论证后,决定改用切顶卸压护巷技术。
“从2016年开始,在12408、12505、12507、22301等工作面应用深孔爆破切顶卸压护巷技术,累计保护巷道5000多米。”屯兰矿生产技术部副部长娄二龙告诉笔者,随着深孔爆破切顶卸压护巷技术的推广应用,诸多问题逐步显现出来。针对深孔爆破切顶卸压施工过程中存在的安全系数低、工程量大、成本高等问题,从2023年开始,屯兰矿在12509皮带顺槽应用水力压裂切顶卸压护巷技术。
在12509工作面,屯兰矿通过对比深孔爆破和水力压裂功效发现,在顶板下沉量、两帮位移量、底鼓量方面,水力压裂分别比深孔爆破少50毫米至200毫米、115毫米至140毫米、165毫米至190毫米。通过综合对比分析,采用水力压裂切顶卸压护巷技术后,安全性更高、效率更高、用人更少、劳动强度更低。根据现场实际情况,除了都需要2名钻孔人员外,深孔爆破还需6人作业,水力压裂还需3人作业。测算下来,采用水力压裂技术,单班作业人员可减少3人。
花钱少了
“减少人员只是一方面,关键是深孔爆破容易产生大量有毒有害气体。用了水力压裂技术之后,工人们不用闻那个炮烟味了。”屯兰矿原准备一队队长赵伟告诉笔者。
之前采用深孔爆破技术,需要把火药装到凹槽爆破筒内。一节火药0.2米长,200克重,1个孔要用25米长的火药,算下来要用125节火药,也就是25千克。
“以前采用深孔爆破技术,程序多、炸药需求量大、工程量大,山西省取消井下火药库后,遇到大雪天火药运不下来,我们就只能干等着,严重制约井下生产。”说起水力压裂技术的好处,屯兰矿准备二队技术队长赵海斌打开了话匣子,“水力压裂技术以水为介质,材料易取,不像火药一样受供应影响,而且大部分设备可复用。”
屯兰矿测算后发现,应用水力压裂技术比深孔爆破技术每米单价降低103.57元,巷道变形量减少31%,整巷时只需拉底和补打失效的锚杆、锚索,整巷主材费用每米可减少1700元,整巷工期可缩短1/3。按照12509皮带顺槽整巷1400米计算,可节约整巷费用252万元,具有较大的经济效益。
社会效益高了
鉴于水力压裂切顶卸压护巷技术在12509工作面应用效果良好,屯兰矿不断总结技术经验,在其他领域进行了积极推广应用。
屯兰矿水力压裂切顶卸压护巷技术已在2号煤层多个工作面应用,解决了悬顶面积大、临近采动影响巷道护巷难等问题,累计护巷1000多米。下一步,该矿计划在8号煤层18302工作面试验,以解决后期高水充填沿空留巷和底抽巷护巷难题。试验成功后,该技术将成为相似地质条件高瓦斯及突出矿井推广应用的范例。
目前,该矿已在多个工作面顺槽水力压裂切顶卸压保护邻近巷道、工作面收尾通道水力压裂切顶卸压保护盘区大巷、综采超前水力压裂切顶解决端头悬顶问题等方面进行了研究应用。
在山西焦煤集团2023年表彰会上,屯兰矿水力压裂切顶卸压护巷技术应用团队获得“杰出优秀奋斗者团队”称号。 ●刘志彪