鸡西矿业公司 “黄金组合”技术 构筑“钢铁长城” 推动科技成果转化 解决生产难题

来源:黑龙江龙煤矿业控股集团
发布时间:2025-09-20
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日前,鸡西矿业公司科技战线传来捷报,困扰荣华一矿多年的软岩支护难题得到有效解决。在该公司主导下,荣华一矿采用纳米材料与高压注浆的“黄金组合”方式,在井下筑起了一道支护的“钢铁长城”。这项被业内誉为“软岩克星”的技术,不仅破解了困扰煤矿的支护难题,更开启了矿井安全高效开采的新纪元。

荣华一矿的巷道围岩堪称地质教科书上的“反面典型”,泥岩与粉砂岩交替出现,胶结程度极低,遇水后迅速泥化,形成流动状的“鱼籽状”岩体。随着采深增加,上覆岩层自重应力呈线性增长,水平构造应力远超普通矿井。在这种“高围压+软岩”的双重压迫下,传统支护体系遭遇极大挑战。

在该公司的统筹推进下,联合安徽理工大学开展技术攻关,创新性地提出“超高压锚注+纳米材料改性”协同控制技术,构建了“锚索主动支护——纳米材料密封——分层高压注浆”的三级防控体系。通过高压注浆泵注入粒径小于0.1微米的纳米级复合浆料,将围岩改性成为形成高强度“分子级胶结层”,将松散岩体转化为“连续固结围岩”,显著提升了围岩的内摩擦角和单轴抗压强度,针对极松散岩体单轴抗压强度可以提升200%以上。更神奇的是,纳米材料遇水后会发生膨胀固化反应,彻底封堵导水通道,从源头上消除水软化围岩的隐患。采用“浅部帷幕+深部渗透”的递进式注浆工艺,先喷射70mm普通砂浆+30mm纳米涂层,形成抗高压密封壳层,防止浆液外溢,再通过锚索中空通道实施10—15MPa高压注浆,纳米浆料在密封约束下定向渗透至深部5~8米,形成“注浆结石体+锚固结构”的复合承载圈。这种分层注浆技术使有效注浆率从传统工艺的30%提升至80%以上。

这项技术在该矿的多个关键工程中展现出良好效果,其中,在上山掘进的斜井风硐改造巷施工至22米时,遭遇构造破碎带,顶板冒落并伴随涌水。技术团队采用“短注短掘”策略,在迎头施工3米深注浆孔,注入纳米浆料形成止水帷幕,12小时内完全封堵流水;采用∮22×7300mm注浆锚索,配合速凝涂层,4小时内完成支护,这一操作避免了泥石流灾害的发生,保障了后续巷道的安全掘进。同时,针对断面34平方米的西主运巷,传统U型棚支护单循环需8人6小时,而注浆锚杆工艺仅需4人3小时,且80%工序由自动化设备完成。机械化比例提升60%后,巷道单进水平从每月30米跃升至80米,支护成本降低50%。更重要的是,注浆后围岩完整性显著提升,服务期内无需返修,彻底改变了“边掘边修”的被动局面。此工艺不仅提升了安全系数还创造了经济价值,注浆锚杆锚索工艺减少铁棚支护量50%,每年节约支护成本超千万元。深部巷道返修率从30%降至5%以下,直接经济效益显著。

荣华一矿用科技的力量革新了软岩治理技术,不仅守护着职工的生命安全,更让深部煤炭资源的高效开发成为可能。