本报讯 近日,2016年度中国煤炭工业协会科学技术奖评选结果发布,由彬长矿业公司、中国矿业大学、天地科技股份有限公司三家单位联合申报的《特厚坚硬煤层分层放顶煤开采冲击机理及防治技术》科研成果荣获二等奖。这是该项目继去年8月荣获陕西省煤炭工业科技成果一等奖后获得的又一殊荣,也标志着彬长矿业通过近来的不懈努力,在我国煤矿冲击地压防治技术领域取得重大突破,达到国内领先水平。
我国煤炭资源分布南少北多、东少西多,目前中东部煤炭资源几近枯竭,而在新疆、内蒙西部、陕西、宁夏等地区相继发现特厚乃至巨厚煤层。随着煤炭开采向深部转移,特厚煤层发生冲击地压的案例也越来越多。
彬长矿区自然条件复杂,水、火、瓦斯等各种灾害威胁严重。2012年以来,受地域环境、煤体性能、采掘活动等多方因素影响,冲击地压灾害在胡家河矿显现,由于多种致灾因素相互交织叠加,治理难度大。近年来,针对彬长矿区冲击地压灾害特点,彬长矿业与中国矿大、天地科技股份有限公司合作成立课题组,共同研究特厚坚硬煤层分层放顶煤开采条件下冲击地压的预警及与防治技术,着力在灾害机理认识、预测预报手段、治理方法措施上取得新突破。
该项目课题组通过采用现场测试、理论分析、数值模拟等研究方法,完成了课题要求的全部内容,获得了特厚坚硬煤层分层放顶煤开采冲击机理及防治技术基本参数,取得多项重大创新成果。一是基于胡家河矿地应力场分布、煤层地质及开采技术条件,进行特厚坚硬煤层开采冲击地压危险评价与分区分级;二是提出了特厚坚硬煤层底板动静载叠加诱发冲击地压机理,建立了底板冲击地压危险性判别及评价指标;三是建立了特厚坚硬煤层冲击地压多维信息监测预警体系,提出了冲击地压危险的动静载监测方法,尤其是建立了冲击地压的微震时序、空间定性和定量预警模型;四是基于特厚坚硬煤层冲击危险控制解危的强度弱化减冲理论,优化了特厚坚硬煤层支护技术体系,提出局部卸压与降低应力集中程度的防治方法;五是提出区域性防范技术,优化了特厚坚硬煤层工作面及采掘参数等。
该研究成果的创造性和先进性在于提出了特厚坚硬煤层底板动静载叠加诱发冲击地压机理,建立了底板冲击地压危险性判别及评价指标。提出“冲击变形能”时序预警指标,结合震动波CT空间预警指标,以实现对特厚坚硬煤层冲击地压危险区域、结构异常区域等的动态探测与定量预警,在现场实践中得到了检验,预警效果明显。建立了特厚坚硬煤层回采工作面冲击地压危险的动、静载耦合监测预警体系,分别制定微震、钻屑等监测方法的监测指标与评判标准,提出冲击地压危险的多维信息灾源分析与识别技术。基于特厚坚硬煤层的冲击地压灾害控制解危技术的强度弱化减冲理论,优化了特厚坚硬煤层支护技术体系,提出局部卸压与降低应力集中程度的防治方法。
该项目研究成果具有很好的普遍性和适用性,为所有相似地质条件的矿井提供了坚实的理论和实践基础。随着国内许多地区矿井开采深度逐步增加,研究成果需求量将越来越大,其潜在的社会、经济效益巨大,应用前景广泛。(弯桂清)