晋能控股煤业集团一项新技术——
让“孤岛”采煤更安全

5月25日早8时，在晋能控股煤业集团有限公司同忻矿智能化工作面作业现场，当班作业操作工张鑫坐在中控室内，按下一键启动操作键，随即液压支架缓缓升起、采煤机联动衔接，开始采煤作业。这是该集团开采的又一孤岛工作面，较之普通智能化工作面开采难度更大。自2018年以来，晋能控股煤业集团应用《特厚煤层综放开采孤岛工作面巷道强矿压控制技术》，使孤岛工作面安全开采不再是梦，这在全国，尚属首创。

所谓孤岛工作面，是准备回采的工作面周围均为采空区，或者工作面顺槽两侧均为采空区的工作面，形成来自于煤矿日积月累的长期开采。它就好比孤独的海上岛屿，无所归属又蕴含宝藏，令人望而却步。相较有坚实相邻实煤区依靠的其他工作面采煤，孤岛工作面两顺槽巷道压力都很大，水、火、瓦斯等隐患更为突出，想获得此处煤炭资源并非易事。

大同煤矿的矿区地质情况复杂，且有相当多数量的矿井为18米－25米特厚煤层覆存条件，想要安全高效开采孤岛工作面，对工艺技术要求极高。从2018年起，晋能控股煤业集团就发挥校企联合的强强优势，与河南理工大学成立科研团队并肩攻关，着力破解特厚煤层孤岛工作面巷道强矿压显现的难题。研究特厚煤层综放开采孤岛工作面巷道强矿压显现属国内首次尝试，也是亟待解决的煤炭行业的共性难题。

科研团队大量反复研究论证，在巷道内埋置探头，用于观测判断顶板活动规律、应力变化、微震等重要结果，然后通过分析麻家梁煤业孤岛工作面矿压显现，确定了在该矿井特厚煤层作业环境下，孤岛工作面较非孤岛工作面矿压强度增加8%，这会带来巷道难以维护，形成安全隐患。随后，科研团队明确强矿压发生机理，合理有效卸压，缩小煤柱宽度，让小煤柱在孤岛工作面发挥作用。

“之所以应用小煤柱，而非传统大煤柱，奥秘就在于小煤柱应用在特厚煤层开采能够实现源头避让压力，增加安全系数。此外，缩小煤柱宽度，可使资源回收率提高20%，矿井作业更加安全高效。”晋能控股山西科学技术研究院公司采矿工程研究所负责人介绍。

经过两年多时间的反复实验，科研团队攻坚克难，从实验室转战实地，无数次尝试、推敲、记录、演算，判断顶板活动规律，运用微震技术感知应力变化及巷道变形情况。实验成果率先在塔山矿8204－2孤岛工作面回采时得到显现。随着当时一键启动智能作业，通过实测，现场无明显冲击显现发生，根据地质情况确定该工作面合理煤柱宽度为5.2米－9.07米，避开了高应力发生区，实现安全开采和资源尽收。

紧接着，2019年麻家梁煤业的14203－1孤岛工作面开采，因对特厚煤层小煤柱使用的得心应手，开采期间，结合顺槽所处的应力环境，有效控制了巷道围岩变形。综合塔山矿、麻家梁矿的煤层赋存条件，晋能控股煤业集团实施新的小煤柱作业技术，孤岛工作面安全开采时使每个工作面多回收约50米煤柱，共多回收原煤142万吨，新增产值71350万元。

目前，晋能控股煤业集团科研项目《特厚煤层综放开采孤岛工作面巷道强矿压控制技术》的成果已推广应用到该集团条件类似的矿井，科研成果得到煤炭行业专家的一致认可，经省部级鉴定属国内首创、国际领先水平，该项目荣获2020年中国煤炭工业协会科技进步一等奖。

责任编辑：邬婷