华丰矿紧紧依靠科技进步,积极开展自主创新,对严重危害安全生产的冲击地压、井下水害、井下火灾“三大灾害”进行治理,消除事故隐患,推进安全生产,为安全发展打造出金色盾牌。
冲击地压灾害治理。冲击地压是世界采矿业的难题,一度困扰着华丰矿安全生产。该矿冲击地压发生在四层煤,该层煤煤质好、煤层厚、储量大,产量占矿井总产量的70%,是华丰矿的“生命线”。冲击地压不治,将严重影响矿井的生产。该矿形成了“治理冲击地压就是解放生产力、发展生产力”的共识。专门成立了以矿长、生产矿长、总工程师为首的冲击地压治理领导小组和专门负责冲击地压防治管理的“技术工程项目部”,全员动员,强化冲击地压防治管理。先后制定了“华丰矿冲击地压防治实施细则”等11项制度、规定,规定具有冲击危险的采掘工作面生产期间,每天下午由分管副总工程师主持召开一次防冲会,每月由总工程师主持召开一次防冲例会;四层煤综采、综放工作面及掘进头严格执行冲击危险监测预报制度;技术工程项目部对工作面冲击危险每天一预报,并在每天生产会上进行通报;生产过程中现场出现明显压力增大或微震明显增多时,分管副总工程师要立即组织人员进行分析,落实监测及解危措施;井下所有施工地点发生明显冲击地压现象时,要及时向生产调度室汇报;现场出现冲击危险时,及时落实治理措施,确保实现安全生产。
华丰矿为准确预测预报冲击地压灾害,引进波兰防治冲击地压技术,在全国首家建成投用了矿井冲击地压危险区域定位系统,实现了矿井震动定位、震动能量计算及震动的危险评价。并编制和查看各种相关表格和震动记录,自动生成相关报告。系统安装完成后,运行状况良好,已记录多次震动现象,为今后防治冲击地压,保障职工安全生产奠定了基础。同时采用实验室实验、理论分析、系统开发与现场试验及应用相结合的方法,利用数理统计、损伤力学、流变力学、突变理论,借助现代电子和计算机技术,建立了煤岩变形破裂过程电磁辐射力-电耦合模型,确定了模型参数的取值范围,研制了冲击地压电磁辐射连续监测仪和配套软件,建立了冲击地压电磁辐射监测系统,实现了数据的实时采集、图形和表格显示,历史数据的读取、图形和表格显示及数据统计分析,实现了对冲击地压危险的可视化监测。该项目在该矿4层煤1409工作面冲击地压监测预报中得到了成功应用,并摸索出了监测预报的临界值,找出了电磁辐射规律,实现了电磁辐射可视化连续监测,保证了冲击地压工作面的安全开采,为采矿业防治冲击地压进行了有益的探索。
该矿依靠科技对冲击地压进行治理,特别是2001年以来,该矿先后与煤科总院北京开采所、中国矿业大学、山东科技大学等研究单位开展多项冲击地压研究工作,研究制定了解危措施,预测、预报、防治方案;重新规划了四层煤开采布局、开采程序、巷道设计和开采方法。合并采区跨上山开采,制定了开采保护层的“采六保四”方案;还采取国际先进的煤粉监测、矿压监测、矿震监测、钻孔应力计监测,严密监测矿压动态;为加强防护,还采取了煤层注水等方法,提高了工作面抗灾能力;推广了综采放顶煤开采,避开了上分层开采、放炮的影响,改变了工作面上覆岩层的组合,降低了工作面围岩应力,有效治理了冲击地压。该矿冲击地压治理也取得了令人瞩目的科研成果,其中《华丰煤矿深部冲击地压预测预报及综合治理技术》获得煤炭工业部科技进步奖,《冲击地压预测预报与防治成套技术研究》获集团公司特等奖。
矿井水害治理。华丰矿是大水矿井,严重的矿井水灾,威胁着矿井的安全。面对井下水害,华丰矿与大专院校联合攻关,采用了物探新技术防治水害。对—1100水平综放开采水害防治技术进行研究,采用EH—4连续电导率剖面仪、瞬变电磁仪和高密度直流电法对覆岩含水性进行了物探测,实现了有针对性超前钻孔放水;建立了水文信息系统,对井上各水文观测、井下各水平水仓口及主要出水点安装水位流量自计仪,对突水危险地点安装报警装置;对综采、综放工作面出水规律进行了研究,对底板含水性进行高密度三维电法勘探,对徐灰进行疏水降压,确保了大水条件下的安全开采。1409综放工作面自开采以来,已出现3次大的出水,最大水量每小时达828立方米,都被制服,保证了安全生产。
矿井火灾治理。井下煤层自然发火是世界采矿业的难题。华丰矿四层煤为自然发火煤层,对矿井安全生产造成严重威胁。他们积极推广防火新技术、新工艺,有效防治了井下煤层自然发火事故。截至今年7月,连续16年无井下自然发火事故,创出全国同类一级自然发火矿井防治井下煤层自然发火最好水平。华丰矿自1993年以来,先后应用了CO束管监测系统、气相色谱分析系统,引进了先进的红外场强探测仪、红外线测温仪、电子CO检测仪等仪器仪表,能够及时发现煤体氧化异常情况,做到早期进行预报。井下成功地应用了均压通风、喷洒阻化剂液、黄泥灌浆、煤巷锚喷堵漏、高水材料充填、高分子材料堵漏等先进的防火工艺和材料。采空区应用了氮气防火技术、胶体注浆处理等技术,使煤层自然发火地点得到了有效控制,确保了安全生产。