日前，公司科技戰(zhàn)線傳來捷報(bào)，困擾榮華一礦多年的軟巖支護(hù)難題得到有效解決。在公司主導(dǎo)下，榮華一礦采用納米材料與高壓注漿的“黃金組合”方式，在井下筑起了一道支護(hù)的“鋼鐵長城”。這項(xiàng)被業(yè)內(nèi)譽(yù)為“軟巖克星”的技術(shù)，不僅破解了困擾煤礦的支護(hù)難題，更開啟了礦井安全高效開采的新紀(jì)元。
榮華一礦的巷道圍巖堪稱地質(zhì)教科書上的“反面典型”，泥巖與粉砂巖交替出現(xiàn)，膠結(jié)程度極低，遇水后迅速泥化，形成流動(dòng)狀的“魚籽狀”巖體。隨著采深增加，上覆巖層自重應(yīng)力呈線性增長，水平構(gòu)造應(yīng)力遠(yuǎn)超普通礦井。在這種“高圍壓+軟巖”的雙重壓迫下，傳統(tǒng)支護(hù)體系遭遇極大挑戰(zhàn)。
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在公司的統(tǒng)籌推進(jìn)下，這個(gè)礦聯(lián)合安徽理工大學(xué)開展技術(shù)攻關(guān)，創(chuàng)新性地提出“超高壓錨注+納米材料改性”協(xié)同控制技術(shù)，構(gòu)建了“錨索主動(dòng)支護(hù)——納米材料密封——分層高壓注漿”的三級(jí)防控體系。通過高壓注漿泵注入粒徑小于0.1微米的納米級(jí)復(fù)合漿料，將圍巖改性成為形成高強(qiáng)度“分子級(jí)膠結(jié)層”，將松散巖體轉(zhuǎn)化為“連續(xù)固結(jié)圍巖”，顯著提升了圍巖的內(nèi)摩擦角和單軸抗壓強(qiáng)度，針對(duì)極松散巖體單軸抗壓強(qiáng)度可以提升200%以上。更神奇的是，納米材料遇水后會(huì)發(fā)生膨脹固化反應(yīng)，徹底封堵導(dǎo)水通道，從源頭上消除水軟化圍巖的隱患。采用“淺部帷幕+深部滲透”的遞進(jìn)式注漿工藝，先噴射70mm普通砂漿+30mm納米涂層，形成抗高壓密封殼層，防止?jié){液外溢，再通過錨索中空通道實(shí)施10—15MPa高壓注漿，納米漿料在密封約束下定向滲透至深部5—8米，形成“注漿結(jié)石體+錨固結(jié)構(gòu)”的復(fù)合承載圈。這種分層注漿技術(shù)使有效注漿率從傳統(tǒng)工藝的30%提升至80%以上。
這項(xiàng)技術(shù)在這個(gè)礦的多個(gè)關(guān)鍵工程中展現(xiàn)出良好效果，其中，在上山掘進(jìn)的斜井風(fēng)硐改造巷施工至22米時(shí)，遭遇構(gòu)造破碎帶，頂板冒落并伴隨涌水。技術(shù)團(tuán)隊(duì)采用“短注短掘”策略，在迎頭施工3米深注漿孔，注入納米漿料形成止水帷幕，12小時(shí)內(nèi)完全封堵流水；采用∮22×7300mm注漿錨索，配合速凝涂層，4小時(shí)內(nèi)完成支護(hù)，這一操作避免了泥石流災(zāi)害的發(fā)生，保障了后續(xù)巷道的安全掘進(jìn)。同時(shí)，針對(duì)斷面34平方米的西主運(yùn)巷，傳統(tǒng)U型棚支護(hù)單循環(huán)需8人6小時(shí)，而注漿錨桿工藝僅需4人3小時(shí)，且80%工序由自動(dòng)化設(shè)備完成。機(jī)械化比例提升60%后，巷道單進(jìn)水平從每月30米躍升至80米，支護(hù)成本降低50%。更重要的是，注漿后圍巖完整性顯著提升，服務(wù)期內(nèi)無需返修，徹底改變了“邊掘邊修”的被動(dòng)局面。此工藝不僅提升了安全系數(shù)還創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)價(jià)值，注漿錨桿錨索工藝減少鐵棚支護(hù)量50%，每年節(jié)約支護(hù)成本超千萬元。深部巷道返修率從30%降至5%以下，直接經(jīng)濟(jì)效益顯著。
榮華一礦用科技的力量革新了軟巖治理技術(shù)，該技術(shù)不僅守護(hù)著礦工的生命安全，更讓深部煤炭資源的高效開發(fā)成為可能。
目前，這項(xiàng)技術(shù)又被推廣到平崗煤礦、杏花煤礦等礦井，有效解決了支護(hù)難題。