淮南矿区可采A组煤因煤质优、煤种好、储量大，被称为淮南矿区“新粮仓”。2022年，淮河能源集团A组煤累计产量635万吨，占精煤原料煤调运总量的45%。推进A组煤安全高效开采，是该集团推进“精煤战略”的关键措施，也是解放B组煤层、保证安全稳产的必由之路。

不过，淮南矿区A组煤灾害多元，特别是采区底板灰岩水害与顶板破碎弱化，一直是阻碍安全高效开采的“拦路虎”。近年来，淮河能源集团从技术源头入手，大力推进生产方式转变，在A组煤防治水、顶板管理、“三新”应用上推陈出新，让开采的每一吨煤尽显“科技范”。

密织束缚水害“四层网”

打开A组煤“大粮仓”

在葱绿的麦田里，一座红白相间、高高耸立的钻机井架十分醒目。这是淮河能源集团引进的第3台石油大钻机施工现场——该集团张集矿东一1煤上采区西翼地面区域治理工程（II期）。

“该工程设计钻探总进尺约5万米，预治理区域面积1.28平方公里，从根本上消除了底板灰岩承压水患威胁。”淮河能源集团煤业公司勘探分公司地面特钻工区区长文东明介绍。

“底板灰岩水是制约本土矿井A组煤安全开采的一道沉重枷锁。”在淮河能源集团煤业公司通防地质部，该部防治水技术主管贺世芳指着淮南矿区地质构造图说。

如何从根本上解放A组煤采区？近年来，经过不懈地实践探索，淮河能源人终于找到了能够牢牢束缚水害的“四层网”。

“我们巩固完善底板灰岩水‘四层网’综合防治体系，即开采前三维地震勘探普查，地面区域探查治理，井下C3I组含水层疏水降压，采前综合物探、钻探验证以及回采安全监测和预警的综合防治体系。”贺世芳解释。

利用地面三维地震勘探“第一层网”，二次精细解释普查矿区范围内是否存在陷落柱等垂向导水通道，该公司先后发现导通奥灰水的垂向导水通道8处。

“我们在张集矿1613A工作面、顾北矿13121工作面、潘二矿西四A组煤采区底板矸石胶带机巷底板，发现了强导水的垂向通道，均已得到有效治理。”贺世芳说。

在顾北矿，地测防治水科高级主管许童正在整理分析该矿开采的第4个A组煤工作面——13221工作面回采期间的地质水文数据。

“我们利用地面区域探查治理‘第二层网’，在太灰水和奥灰水含水层之间进行打钻注浆，堵住垂向导水通道，这相当于给底板灰岩水做了一个隔水层。”许童指着墙上的矿区疏水巷平剖面图介绍，“有了这个前提，我们再进一步运用定向钻进技术，施工井下定向长钻孔，形成C3I组含水层疏水降压的‘第三层网’，从而确保动水压力降到安全限压值以下。”

为根治困扰A组煤开采的水害难题，他们相继完成了地面区域探查治理钻探进尺23万余米，注水泥约80万吨，治理A组煤采区面积约9.3平方公里，解放A组煤可采煤量9000余万吨。

同时，通过加大防治水信息化建设力度，淮河能源集团大力推广应用A组煤工作面微震、微震与电法耦合监测预警等信息技术。如今，矿区已全面建成矿井水害风险预警与防控系统，构成束缚水害的“第四层网”。

“我院研发的微震监测系统在本土所有A组煤开采工作面均已推广使用，能对采区底板采动破坏情况开展实时监测，并结合监测数据分析结果，构建‘蓝、黄、红、橙’四级预警体系，切实为A组煤水害防治提供信息技术支持。”该集团工程院深部实验室相关负责人说。

根治顶板顽疾

确保安全高效开采

日前，在淮河能源集团煤业公司生产技术部，该部高级主管刘飞正与同事讨论矿井A组煤等特殊开采工作面实施的相关技术方案。

“本土A组煤采区地质构造复杂、中小断层发育、顶板破碎弱化，导致回采过程中顶板管理难度显著增大。”刘飞表示，根治顶板“顽疾”要从技术源头抓起，加强规划引领，开展创新攻关。

近年来，该煤业公司在A组煤开采顶板管理领域取得了一系列成果。潘二矿等矿井针对A组煤工作面泥岩直覆顶板结构、矿压较大、过异常区期间顶板管理难度大难题，开展了过异常区超前注浆加固技术攻关。

“我矿煤岩体改性预加固设计方案，采取以顶板伞拱法改性为主、煤体改性为辅的综合加固方法。这有效削弱了工作面来压强度，提高了顶板完整性和抗折强度，较好地解决了顶板漏冒问题。”该矿生产技术科副科长关阔说。

张集矿在A组煤工作面——1412A工作面开采过程中，通过面内深孔预裂爆破，减小了周期来压步距，削弱了来压强度。这是淮南矿区首次实施的沿空巷道预裂爆破卸压试验，彻底扭转了生产接续被动局面。

日前，在顾北矿A组煤13221工作面，该矿生产技术科副科长刘发堂正与同事观测巷道压力。“我矿采用水力压裂应力转移保护采动大巷技术，有效保证了采区系统巷道煤岩体稳定性。”刘发堂说。

刘发堂所说的水力压裂应力转移保护采动大巷技术，是该矿在A组煤工作面收作时采取的一项利用压裂应力主动切断采动压力向采区巷道传播路径、实现采区系统巷道煤岩体稳定的新技术。

“该技术采用水力压裂切断采动力、转移高应力，从源头上削减了采区巷道围岩载荷。”刘发堂解释道。应用该项技术后，工作面对应的底板胶带机巷两帮移近量较传统工艺减少86%、顶底板移近量减少93%，有效减少了对采区巷道的影响。

“这项技术成功应用在13321、13521两个A组煤工作面，对于推进A组煤安全高效开采具有十分重要的意义。”刘发堂表示。

“三新”助力提效

走智能绿色发展之路

春节保供关键时期，该矿综采一队技术员李磊在顾北矿13221采煤工作面集控室内轻点按钮，原煤便被快速截割，汇入煤流，奔向地面。

“这是我矿开采的第3个智能化A组煤工作面。经过在智能化开采技术上的不断摸索与创新，我矿初步走出了一条A组煤智能化开采之路。”该矿综采一队党支部副书记刘灵生说。

大力推进科技创新、推动生产方式转变，是保障A组煤安全绿色开采的核心支撑。在开采过程中，淮河能源集团广泛推进新技术、新工艺、新装备“三新”应用，加快智能化工作面创建。

“瞧，这是智能化2.0＋工作面，可以说有不少独门绝招。只要我轻点按钮，支架就能按照程序自动推溜、降架、拉架。”李磊指着控制台监控器介绍。

“这个2.0＋升级版有啥独门绝招，能在A组煤高效开采中大显身手？”笔者问。

刘灵生介绍，2.0＋工作面智能化升级主要体现在两大方面：一是增加记忆截割、惯性导航等系统，支持先推溜后拉架、先拉架后推溜两种工艺模式；二是对智能化系统进行改进创新，保留多个工作面、一个集控中心和一个泵站，真正做到无人值守，极大提高了采煤工效。

疫情防控期间，张集矿A组煤工作面——1615A工作面克服影响，提前投产。该矿生产技术二科副科长邓秘表示：“在轨顺施工中采用‘110工法’切顶留巷开采技术，是确保提前接续回采的关键之一。”

该矿在A组煤开采中创新采用“110工法”切顶留巷开采技术，取消区段煤柱，变“一面两巷”为“一面一巷”，缩短采掘接续工期，提高了资源回收率。

“下一步，我们将分析总结A组煤开采宝贵经验，持续巩固完善‘四层网’综合防治体系，继续加大技术创新力度，确保A组煤安全高效开采。”该集团煤业公司生产技术部相关负责人表示。（王斌）

（原载于2023年4月13日《中国煤炭报》四版）