“向大自然借一堵墙。”为破解充填技术中难以实现100%接顶这个瓶颈,司马煤业公司因地制宜,充分利用稳固顶板岩体,将其转化为零成本、高强度、高密封性的永久挡墙,结合分段充填工艺彻底消除空顶,将以往“人工砌墙”转变为“以岩为墙”,实现了“零成本挡墙、百分百接顶”的良好成效。
为推动充填开采向本质安全、高效集约、绿色低碳迈进,在井下CT1101工作面北翼的N1、N2块段充填区域,该公司遇到了条带中间低、两端高,利用传统充填工艺会出现“接顶率低”,难以实现100%接顶这个难题。于是该公司大胆创新,提出“化顶为墙,分段充填”技术,利用条带内顶板岩体自身,构筑起天然挡墙,攻克了复杂条件下100%密实接顶的难题,为安全高效充填开采提供经验借鉴。
记者了解到,该技术“巧用顶板,以岩为墙”,实施过程中首先对目标条带顶板进行详细地质力学评估,确定其稳固性满足分段挡墙要求,精确设计分段长度和天然挡墙位置;其次在条带中部设计分隔点,通过精准控制分层分次充填工艺,在顶板岩层中形成倾斜、具有一定高度的“岩柱”或“岩墙”,使其成为天然、高强度、高密封性的永久挡墙;实施中,从条带一端开始,以天然挡墙为边界封闭该分段空间,向该封闭分段内进行膏体充填,利用充填料浆自重和良好的流动性,将一个分段区域全部充实后,再对相邻分段进行相同的充填作业;这种采用每个分段充填区域单独布置一套“充填管+排气管”装置,实现实时监测各分段区域充填体接顶情况,确保了施工质量和安全。
该公司“化顶为墙、分段充填”技术成功应用,在条带充填过程中彻底省去了人工挡墙所需的木板、单体柱、隔离布等材料费以及安装过程的人工费,吨煤充填成本下降20%~40%;而且缩短了充填周期,加快采充循环,提高了设备的利用率和充填产能;并减少因空顶和挡墙失效引发的顶板维护、巷道修复等费用,降低了维护成本,带来的安全效益和经济效益立竿见影。
(文 黄河洋 晋绍华)
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