作为深部多煤层开采的矿井,昌恒公司9#煤层平均厚度9.53米,9103综放工作面与上部4#煤回风大巷水平距离仅30米(改造后),处于岩层移动角54°的影响范围内。受采动影响,巷道最大顶板离层预计将达150mm、两帮移近370mm,年维护成本超800万元。
“必须打破‘支护-变形-返修’的恶性循环!”,昌恒公司积极贯彻落实集团公司“安全技术经济一体化”要求,联合华北科技学院启动切顶卸压工程,通过定向水力压裂切断关键岩层,主动调控采动应力,实现“安全可控、技术先进、经济高效”的一体化目标。
Ⅱ期工程创新性设计“三钻场五关键层”压裂方案,在9#煤层集中运输巷布置3#、4#钻场,在4#煤回风大巷布置5#钻场,累计施工定向钻孔11个,钻探总进尺4249米,压裂211次,覆盖护巷长度423米。针对9#煤与4#煤之间72米岩层,锁定粉砂岩、细砂岩、细砂岩-粗砂岩组合层等5个主承载层,采用“倒退式分段压裂法”,每段间距15米,单段压裂时间≥30分钟,确保岩层产生纵向裂隙。压裂期间实行全流程视频监控,专业技术人员全流程跟班,每3米取岩粉判层,实时监控压力数据,地质人员跟踪分析压裂效果。通过实际效果验证,巷道顶板压力有效降低,巷道围岩变形量显著减少,灾害风险大大降低,保障了9103工作面日均推进3米的安全节奏。
“安全有了保障,资源回收率提升,经济效益也跟着上来了!”通过压裂切顶,4#煤回风大巷服务周期延长,避免二次返修费用约1500万元,实现“一次投入、长期受益”。更形成了可复制的“定向压裂+超前补强+矿压监测”技术体系,为集团公司矿井安全高效开采提供了样板。同时,9103工作面可在原设计收作线基础上继续回采400米,多回收资源30万吨,按当前市场价测算,预计新增产值超2亿元,长期效益显著。
目前,9103工作面已安全回采至压裂起始点63.4米处,按计划可回采至2026年2月。随着长距离定向钻水力压裂技术的深入应用,昌恒公司正朝着“安全零事故、技术零短板、经济零浪费”的目标稳步迈进。
(董志红)
终审:潘四海

