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内蒙古鄂尔多斯市昊盛能源石拉乌素煤矿圆满完成世界首例煤矿地面深孔预裂爆破工程

       2022年5月20日下午,位于内蒙古自治区鄂尔多斯市的石拉乌素煤矿调度指挥中心正有条不紊的发出一条条调度指令。

       石拉乌素煤矿矿长、爆破施工总指挥轩涛在该矿调度指挥中心发出调度指令:“现场总指挥,井上人员已完成撤离和集结,井下人员已全部升井,工广外施工现场爆破警戒范围内无闲杂人员进入,安全确认完毕,可以进行爆破作业。”

     “总指挥,爆破现场收到。现场确认完毕,准备爆破。三、二、一,起爆!”17:20,伴随着现场“砰”的一声爆破声,周边施工、警戒人员中传来了“漂亮”的欢呼声,针对煤矿矿震事件减频降能采取的世界首例煤矿地面深孔预裂爆破工程首孔爆破圆满完成!5月21-22日,该矿又顺利完成剩余两孔爆破作业。

       积极探索,探索应用地面深孔爆破预裂技术

       石拉乌素煤矿是鄂尔多斯市辖区内一座核定生产能力800万吨的特大型现代化煤矿,2020年以来,发生多次矿震。经国内多位知名专家和国家工程院院士论证,该矿矿震是由工作面上方岩层弯曲、离层、断裂下沉过程中,岩层内部储存的弹性能释放引发的正常矿压现象。矿震的发生虽对煤矿井下生产及地面安全无影响,但一定程度上对矿区居民的心理感受和日常生活造成了影响,给矿井正常生产组织造成了很大被动。为解决矿震制约难题,该矿在原有防治工艺技术的基础上,积极探索减震治理新技术、新工艺。在国家矿山安全监察局内蒙古局的指导帮助下,通过专业机构合作,决定从地面施工钻孔,对采煤工作面上方白垩系巨厚砂岩组实施深孔预裂爆破,验证该项工艺技术对矿震事件减震降能的实际效果。

       本次施工采用特制装药装置进行装药,配合使用特质水胶炸药进行爆破施工。根据方案设计,该矿在1203工作面相邻的1201工作面采空区上方施工3个试验性钻孔,钻孔深度260米,钻孔间距50米,钻孔直径170毫米,装药长度208米,封孔长度52米,单孔装药量2352公斤,采用一次一孔方式进行起爆,对矿震关键层300米厚的白垩系巨厚砂岩组进行爆破预裂。

       周密组织,确保爆破施工作业安全

       该矿先后委托鄂尔多斯市冲击地压防治技术中心、北京科技大学编制了《石拉乌素煤矿1203工作面矿震安全论证及减震技术研究》、《石拉乌素煤矿1201采空区上方地面爆破减震安全性论证》,同时报请上级公司组织专家进行了安全论证。经论证,地面深孔爆破预裂不会对建筑物产生损害;对井下工作面影响性极低;不会导致井下涌水发生明显变化,不会对工作面涌水量造成影响。

       根据计划,前两孔每孔装药1488公斤进行可行性试验,第三孔装药量为2016千克,爆破前矿指挥部成员在现场多次进行装药模拟,确保水胶炸药的顺利装填。

       为确保爆破施工作业安全,矿成立由矿长为总指挥的指挥部和总工程师为总指挥的现场爆破指挥部,并召开专门会议,对爆破施工作业期间人员撤离、站岗警戒等进行了详细安排部署,爆破施工作业前,井下人员全部撤离升井,地面职工澡堂、餐厅、矿灯房等大跨度建筑物内人员和高空施工作业人员全部撤离,爆破作业施工后安排人员检查确保安全后恢复正常生产作业。

       科学评估,进一步验证爆破效果

       爆破施工作业后,煤矿与国家矿山安全监察局内蒙古局监察执法人员一并对相关情况进行了跟踪观测。该矿SOS微震监测系统显示三次爆破作业能量均超过105焦耳,井上、下无震感,地表沉降无明显变化。经与内蒙古自治区地震局核实,能够在对应时间监测到震动事件但因能量较小,无法完成地震震级标定。爆破前对各生产系统、防冲监测、巷道支护、地表沉降、矿井涌水、气体检测等数据进行系统梳理,形成基础数据清单,爆破完成后认真进行数据比对。通过水文、通防、矿压观测等综合监测数据对比分析,井下现场均无异常,证明地面深孔爆破影响范围较小,不会对矿井上、井下造成安全影响。

       经多方验证,石拉乌素煤矿地面深孔爆破为国内首创、世界首例、井工矿井深度260米地面深孔爆破预裂项目,通过实践,爆破施工取得圆满成功。综合分析三次爆破施工作业,能够对白垩系巨厚砂岩组起到预裂效果,达到预期施工目的,地面深孔爆破预裂一期工程首批3孔爆破施工取得圆满成功。

      下一步,该矿将继续加强与科研机构合作,在南翼1208工作面继续进行二期工程项目实验,加密钻孔强化爆破效果,通过生产验证矿震减频降能效果,总结形成系统的工程项目技术研究报告,为解决鄂尔多斯地区大采深井工煤矿矿震制约难题探索新工艺、新技术,提供新方法、新途径。

 

来源:国家矿山安全监察局内蒙古局