“七字诀”根治“软骨病”
2023.09.13 中国矿业报
——中煤新集口孜东矿深部软岩巷道矿压综合治理侧记
◎ 李亮
“掘进工效提高25%，综合掘进成本降低23.6%；减少修护队伍人数450人，失修率降至2.74%；全年节约掘进成本749万元，节约巷道修护成本4500万元……”日前，中煤新集口孜东矿相关负责人谈起深部软岩巷道矿压综合治理给矿山带来的好处，如数家珍。
中煤新集口孜东矿是一个设计产能500万吨的现代化特大型煤矿，是国内首对智能化矿井。尽管含着“金钥匙”出生，该矿却患上了先天性“软骨病”。矿井埋深近千米，围岩多为泥岩、砂质泥岩等软岩，受600米巨厚松散层等因素影响，巷道处于高地应力环境，支护条件复杂、支护难度大，掘进犹如“在豆腐里打洞”，长期存在“前掘后修”情况，掘修比例高达1∶2，耗费了巨大的人力、财力，严重制约了矿井的安全发展、生产接续和经营效益提升。
综合治理后的巷道
“七字诀”治理深部软岩巷道矿压
为了解决这些问题，该矿一直在不断地摸索实践，通过对大量巷道观测数据和离层变形规律进行分析，总结出了强时效、非对称及围岩流变效应突出特征，为矿压治理攻坚打下了坚实基础。
2022年8月，该矿吹响了“冲锋号”，成立了以矿长为组长的深部软岩巷道矿压治理专班，集全矿之力进行攻坚，并总结出“探、治、护、卸、支、检、监”深部软岩矿压综合治理“七字诀”。
“探”——地质探查。该矿围绕巷道支护进行现场调研、围岩地质力学测试，探明围岩结构、裂隙分布规律并进行围岩分类，为支护设计提供基础资料，同时分析已施工的1111采区胶带机大巷的地质资料，为后续施工提供保障。他们采用钻孔窥视仪探查顶板岩性和裂隙发育清理，记录探查结果，绘制岩层柱状图，并根据顶板探查成果，动态调整支护。
“治”——构造超前治理。该矿超前治理围岩破碎带，探索“长短结合、动静互补”的断层超前治理技术，同时采用预注水泥浆+化学浆治理顶板，对构造进行改性加固，避免掘进期间出现顶板片漏。
“护”——优化巷道布置。他们先施工1111采区胶带机大巷，滞后施工1111采区回风大巷，保持一定的超前距，尽可能地避免巷道掘进期间的应力集中、相互扰动影响，同时科学合理确定巷道间距，将1111采区的大巷间距由原设计的30米增加到55米，避免掘进动压相互影响。
“卸”——巷道围岩卸压。他们将巷道布置在1113采空区下方，层间距平均为76米，同时利用巷道顶部卸压区，阻断了上覆岩层压力的传播途径，改变了受力环境，减少高应力对巷道支护的破坏，增强支护效果，达到了“四两拨千斤”的作用。
“支”——升级支护方式。他们合理选择巷道层位，将主要巷道布置在稳定岩层中，尽量避开松散破碎带和应力集中区，提高巷道稳定性，同时将煤巷的断面由平顶变更为三心拱，增强巷道的承载能力；将H钢带升级为M钢带，增加护表面积；采用9.2米锚索吊梁+6.2米锚索T型梁，形成深浅错茬组合拱+组合梁悬吊支护；采用自封式注浆锚索，对围岩裂隙进行注浆，实现了锚注一体化，给巷道穿上“金钟罩”和“铁布衫”。
“检”——强化施工质量控制。该矿建立三级质量管理体系，执行“班组自检、区队日检、矿井抽检”制度，小班安监员进行全过程质量抽检，并推广视频验收监管。
“监”——实行矿压在线监测系统。他们升级监测手段，利用矿压在线监测系统实时监测分析锚杆（索）受力情况、巷道深部位移、顶板离层、巷道变形情况，实现矿压监测动态预警并及时反馈调整支护设计。
实现千米深井围岩控制的突破
深部软岩巷道矿压综合治理技术的成功应用，为新集公司深井支护提供了理论和实践支撑，为口孜东矿带来了翻天覆地的变化，实现了千米深井围岩控制的突破。在1111采区应用过程中，相比同期临近巷道，两帮位移量降低22％，顶板离层量降低13％。
该项目荣获中煤集团科学技术进步奖一等奖，中煤集团“创青春”青年风采展示大赛二等奖；获得适用新型专利一项，其他专利项目正在积极申报中。
随着煤矿开采深度的增加，该项目应用前景广阔，将给煤矿深部开采创造更大的机遇，为煤炭行业安全发展带来更加美好的未来。
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