3月17日,在宁夏煤业清水营煤矿智能化指挥中心的大屏幕上,各个工作面的实时生产场景一览无余,这座因软岩闻名,也因软岩所困的亿吨级矿井今年以来生产提速,实现由“单井单面”向“单井双面”的高效生产模式转变。
这是一场脱胎换骨的变化。
清水营煤矿始建于2004年,是典型的极复杂“三软”煤层矿井,软岩巷道围岩非线性变形严重,经常需要多次返修维护,一条巷道往往需要经历四五次返修才能勉强稳定,既耗费人力、物力、财力,又严重影响工程质量与采掘接续,存在极大安全隐患。而软岩问题一直都是制约煤矿安全生产与高质量发展的行业性、全国性技术难题。
“清水营煤矿是典型的软岩特征,其特征就跟咱们平时说的海绵球一样,手这么一捏,指头这边捏进去,但是从指缝里面它就被挤出来了。”清水营煤矿生产技术人员王国亮介绍。
面对这一“卡脖子”难题,清水营煤矿没有可以借鉴的成功经验,破解软岩支护瓶颈是煤矿唯一的出路。自2022年4月起,该矿全面启动软岩治理系统性攻关,坚持“全断面治理、可塑性支护、加强支护、复合性支护、不对称支护”五大原则,确定了“强帮固顶、封闭治底”的全封闭承压环软岩治理系统方案,创新提出全断面高强预应力锚索基本支护、锚索桁架加强支护、喷浆封闭、注浆全锚、反底拱治理底鼓的全新支护方式。
“核心思路是给围岩‘改性’。”清水营煤矿生产矿长黎劲东介绍,该矿与中煤科工、科研院校的深度合作,在实践中摸索出了一条“强帮固顶、封闭治底”的全新技术路径,通过大量注浆加固,将浆液注入岩体细微裂隙,改良岩石物理力学性质,让原本“遇水成泥”的软岩具备承载能力,再施加外部约束力,共同支撑起巷道。
针对软岩遇水软化的特性,技术团队研发了注浆与帷幕注浆工艺,像输液一样,将浆液注入岩体的细微裂隙,改良岩石物理力学性质,从而将“软岩”改性为具备承载能力的“硬岩”。
截至目前,清水营煤矿累计治理软岩巷道近3万米,治理后的巷道变形量较以往降低80%以上,真正实现“一次成巷、永不返修”。近3年,该矿没有对1米巷道进行过被动返修,这在以前“一掘四修”的年代是不可想象的。
随着井下围岩的稳定,生产布局也发生了根本性变化。胶轮车、指挥车可从地面直达工作面,物料运输告别“人拉肩扛”,采煤面安装实现了支架搬运车;掘进单进水平从最初的每月20米至40米跃升到200米至260米;巷道综合治理成本通过持续优化,从高峰时的每米近3万元降至1.7万元。清水营煤矿还成功实施了“三软”富水煤层条件下的沿空留巷逾2000米,成为全国首例在该类地质条件下成功应用该技术的矿井。
清水营煤矿的软岩治理突破,其意义远不止一个矿井的扭亏脱困。随着宁夏煤业公司主力矿井逐步进入深部开采,地应力增大、软岩问题日益凸显,清水营煤矿在浅部(目前开采深度约600米)积累的治理经验,正成为兄弟矿井宝贵的“技术富矿”。
清水营煤矿软岩巷道反底拱综合治理技术推广应用获宁夏煤业公司2023年度奖励基金项目“特等奖”,并入选2024年煤炭行业标杆案例;宁东矿区软岩巷道围岩综合控制关键技术研究及应用经鉴定达到国际领先水平,获2025年度中国煤炭工业协会科学技术奖一等奖。近年来,该矿已吸引甘肃、陕西、内蒙古等地的20余家同行单位前来交流学习。目前,随着二水平延伸开拓项目和21采区建设的加速推进,清水营煤矿正向着达产目标稳步迈进。



