“新集公司在深井地压治理方面的积极探索和成功实践，对国内深井的安全开采具有十分重要的借鉴意义，要加强技术经验的总结与推广，为推动煤炭行业高质量发展作出积极贡献。”5月26日，国家矿山安全监察局党组成员、副局长周德昶到阜阳矿业调研地压治理工作，对该矿地压治理技术研究成果和取得的成效给予充分肯定。
在两淮腹地千米井下，阜阳矿业书写着煤矿地压治理的传奇。面对巨厚松散层（690米）、薄基岩、软岩地质条件等世界级难题，企业历经十年创新，彻底改变前掘后修、边掘边修、反复维修的局面，实现巷道失修率降至3%以下、巷修队伍从4000人锐减至300人、吨煤成本从580元降至440元的跨越，其形成的“千米深井软岩巷道围岩控制成套技术”，成为全国同类矿井可复制推广的典型范例。
攻坚求索：从技术突围到体系重构
2011年建矿初期，阜阳矿业面临着近千米的开采深度，岩巷变形主要表现为全断面整体收缩，具有典型流变大变形特征，最长稳定期仅2年，地压问题成为横亘在前的“拦路虎”。为破解困局，新集公司组建了以时任副总工程师王志根为组长的攻关团队，开启了艰难的探索之路。
为破解困局，团队先后试验了高强U型棚、锚网索二次支护、锚网索密集支护、钢管混凝土支架等十余种支护技术，却始终遭遇“短期有效、长期失效”的瓶颈。直到与德国鲁尔矿区合作引入锚架充“三位一体”充填式复合技术，在中央采区及西翼开拓系统6000米巷道应用中首次实现围岩变形有效控制，项目斩获中国煤炭工业科学技术进步一等奖，为深部支护打开了新思路。
2017年至今，新集公司联合中国煤炭科工集团康红普院士团队承担“十三五”国家重点研发计划，针对阜阳矿业高应力、强采动、大变形难题，全面、系统地开展了千米深井巷道围岩大变形理论、巷道围岩“支护-改性-卸压”三主动协同控制原理及技术、超长工作面地压演化规律及7米大采高开采技术等研究工作，形成全流程主动防控链条，使巷道支护从“被动抗压”转向“主动防御”。
理念革新：四大转变重塑地压治理范式
在十多年实践中，阜阳矿业总结出引领行业的地压治理“四大转变”理念，实现了从“头痛医头”到“未病先防”转变，让地压治理在规划阶段即得到有效控制。
由普通支护向高强支护转变。锚杆屈服强度从335MPa跃升至700MPa，尺寸、螺纹段长度、托盘拱高等关键参数全面升级，配套球形可调心球垫、钢带等构件；锚索直径从17.8毫米增至Φ21.8毫米，预应力从160千牛提升至300千牛。高强度锚网+钢带梁+组合锚索支护技术，让巷道抗变形能力呈指数级增长。
由单一支护向复合支护转变。一方面采用高强锚网索喷注复合支护，顶帮高强支护、肩窝补索加强、喷混凝土封闭、深浅孔注浆改性；另一方面创新锚架充“三位一体”，高预应力支护、U型钢支架、架后充填形成均质传力层，实现载荷传递与变形控制的耦合协同。
由单一强支向强支-改性-卸压“三位一体”综合支护转变。首先采用高强度锚杆锚索高预应力主动支护，再采用纳米改性无机有机复合注浆材料进行高压劈裂注浆，回采前选择合理层位进行切顶主动卸压，在时间上、空间上实现支护-改性-卸压“三位一体”协同控制，如同为巷道定制“主动防御系统”。
由局部治理向与采掘布置深度融合转变。将西翼采区由走向长壁优化为倾斜长壁，工作面仰采改俯采；优化开采顺序形成大范围卸压区，并在卸压区下布置新采区系统巷道；巷道施工方位与层位优化，减小围岩应力；大巷间距与保护煤柱优化，降低巷道掘进期间的相互扰动，推进深井地压由局部治理向超前区域治理新模式转变。
精准治理：三类巷道的“定制化”治理样本
针对不同巷道的地质特征与功能需求，阜阳矿业形成了“一类巷道一方案”的精准治理模式，打造出可复制的治理样本。
在掘进巷道支护上，依据围岩类型、岩层结构等因素，分类制定3种差异化支护方案。开拓岩巷采用锚架充“三位一体”的充填式高强复合支护工艺，通过严格控制套棚与充填滞后距离，确保长服务年限巷道稳定；准备岩巷以高强锚网索梁联合喷浆、高压深孔注浆控制，斜墙半圆拱形断面搭配高预应力支护，实现高效支护；准备、回采煤巷则用高预应力锚索梁协同控制，组合喷射混凝土封闭、注浆改性、压裂卸压，攻克高应力软煤巷道变形难题。示范工程显示，巷道最大顶板离层量降低49%，两帮位移量降低72%，真正实现“一次支护到位、一次成巷”。
回采工作面顶板治理，形成“远近互补、内外结合”的治理方案。远距离超前注浆。工作面前方20˜50米扇形布孔，12兆帕高压注浆加固顶板裂隙，断层区域动态复注，提前筑牢安全屏障。近距离动态互补。面内循环压茬注浆，精准控制开孔高度、角度、深度、密度及注浆量，消除治理盲区；煤层注水与两巷加固，顺层钻孔注水增强煤体塑性，锚索吊梁+注浆形成“井”字形加固，超前300米加固、100米注浆，实现“巷修不进工作面”。140504工作采用ZZ18000/33/72D型四柱支架，最大采高7米，是两淮矿区大采高装备的新突破，累计注水泥3135吨，商品煤回收率提升17%，作业人数从600人降至180人，保障了5煤大采高复合顶板工作面安全高效回采，成为大采高综采工作面的标杆。
修护巷道“逢修必注”，实现主动加固。针对失修巷道，秉持“逢修必注、修旧如新”原则，采用高强锚网索梁+喷浆+高压深孔注浆，局部辅以锚架充复合支护，实现从被动抢险到主动加固的转变，10000多米系统巷道修护后通风负压大幅降低，生产环境得到根本改善。
站在新起点，阜阳矿业将继续与科研院校合作，在支护理论上进一步完善，在支护机理上进一步研究，在矿压规律上进一步探索，在支护材料和装备上进一步突破，开发顶板智能监测预警系统，向“以卸为先、卸支并重”方向发力，由目前“支得住”、“支得好”向“支得快”、“支得省”延伸，推动地压治理工作再上新台阶。
阜阳矿业在深井地压治理方面的积极探索和成功实践，是我国煤炭行业科技创新的生动缩影。在千米深处，他们用坚持与智慧破解地压治理的“密码”，对推动国内深井的安全开采具有十分重要的借鉴意义，引领了行业向安全、高效、智能的未来阔步前行。
热点新闻
