一切为了矿工的安全
——国内首部冲击地压防治企业标准诞生的背后

2022-06-05 09:01
中国煤炭工业 2022年3期
关键词:顶板冲击

文/本刊记者

“经过专家组认真评审,形成统一意见,通过!”

1月11日,中天合创能源有限责任公司煤炭分公司(以下简称“中天合创”)会议室,随着评审组组长、中国矿业大学教授、博导窦林名的一锤定音,全场响起热烈的掌声。一份历时近三年、凝结中天合创管理和技术人员心血和智慧、全国首个冲击地压防治企业标准——《中天合创能源有限责任公司企业标准》,宣告诞生。

冲击地压是深井矿山安全重大隐患之一,是指地下开采的深部或构造应力很高的区域,在临空岩体中发生突发式破坏现象,具有突发性、摧毁性,破坏力比较大的特点。目前,国际上还没有比较完备的预测方法,比预测地震还难。

据国家矿山安全监察局资料显示,目前全国共有冲击地压矿井138处,分布在山东、陕西、内蒙古等13个省区。据统计,仅山东省,自2011年以来就发生10起冲击地压事故,教训非常深刻。

面对这样一项世界性难题,中天合创站在讲政治的高度,带头践行习近平总书记“人民至上、生命至上”的崇高理念,从顶层设计出发,超前谋划煤矿深部开采与冲击地压防治前沿技术研究,通过开创性的“1278”冲击地压防治工作法,探索形成企业冲击地压防治标准,并最终获得国家评审专家组认可。所属两座冲击地压矿井葫芦素煤矿、门克庆煤矿,连续多年实现“零冲击”。

“开创冲击地压灾害防治企业标准制定的先河”

近年来,煤矿冲击地压事故的发生,给人民群众生命财产造成巨大损失,教训十分深刻。国务院安委会曾对全国煤矿冲击地压防治工作作出“问题依然突出”“形势依然严峻”“任务十分艰巨”的判断。

这确实是很严峻的考验。经过长期大规模开发,我国煤炭资源已大规模步入深部开采。“井工矿向深部开采是必然趋势。进入深部开采后,采掘工作面的采动强度越大,诱发冲击地压显现的可能性越高。”据中国煤炭科工集团首席专家、教授齐庆新介绍,下一步我国将新建一批煤矿,多数是冲击地压矿井。从能源供给的角度看,目前我国冲击地压矿井产能4亿吨,其中蒙陕新甘等西部四省(区)就达2.3亿吨。资料显示,近五年我国新增深部矿井16对,包括陕西彬长、永陇矿区12座矿井、呼吉尔特矿区、上海庙矿区等,而这些深部矿区将承担着我国未来主要的煤炭生产任务。“由此可见,做好冲击地压防治工作对保障煤矿高效生产、保障矿工生命安全、保障我国能源供给,意义十分重大”。

关键时刻,中天合创站了出来。2019年3月,中天合创新一届党委班子被中煤集团委以重任:扛起央企使命担当,抓住蒙陕矿区防冲突破窗口期,努力探索出一条防治冲击地压的新路子,确保矿工生命安全,确保中天合创高质量发展再上新台阶。

为此,中天合创秉承“两个至上”理念,坚持“区域先行、局部跟进、分区治理、分类防治”的防冲原则和“源头防范、分级管控、监测预警、智能开采”的防冲思路,提出“把冲击地压防治工作贯穿于勘探、规划、设计、建设和生产经营管理等各环节,全过程防范事故风险”。

在没有同类企业相关经验借鉴的情况下,中天合创迎难而上,启动制定冲击地压防治企业标准工作。成立由中天合创能源有限责任公司、中天合创煤炭分公司党委书记王贵民,中天合创煤炭分公司总经理丛利担任主任的标准编制委员会,瞄准深部开采与冲击地压防治前沿技术,明确目标任务、职责分工和时间节点,按照相关法律法规和要求,深入开展现场调查研究,总结历史经验做法,广泛征求院校和科研单位专家意见。同时,扩大技术团队编制,增加软硬件投入,并在内蒙古自治区和中煤集团支持和指导下,成立全国首家企业防冲实用技术研究中心,以推动多学科交叉、加强高端装备研发应用、基础研究应用的智能化建设为重点,切实解决冲击地压源头治理的问题。

“你们开展了冲击地压灾害防治的创新性研究和治理,为地区煤矿企业乃至煤炭行业安全发展提供了引领和示范。”国家矿山安监局内蒙古局党组书记、局长冯广存对此给予高度赞扬。

历经近三年反复研究论证、不断修改完善,最终形成包括“回采巷道支护技术、卸压解危方法、监测预警方法、安全防护方法”等四项技术执行标准在内的企业标准。评审会上,专家组形成一致意见:四项《标准》明确了冲击地压矿井回采巷道基本支护设计、超前支护设计、管理标准和产品性能标准。各项内容符合行业标准要求。据悉,其他防冲标准的编制工作也已展开。

“四项《标准》具有科学性、前瞻性。”中国煤炭科工集团煤科总院首席专家齐庆新评价指出,中天合创开创了煤炭行业冲击地压灾害防治企业标准制定的先河。

“基于首创的冲击地压‘1278’防治工作法,探索而成的企业冲击地压防治标准,为煤炭行业破解冲击地压难题提供了‘中天方案’。”中天合创煤炭分公司副总经理、总工程师孙凯告诉记者,中天合创是国内制定同类标准首家煤炭企业。

“坚决守住不发生冲击地压事故的底线”

事实证明,做好冲击地压防治工作,不仅关乎矿工的生命安全和企业高质量发展的大计,更关乎保障国家能源供给的大局。

“这就要求我们必须切实提高政治站位,增强责任担当,树立危机意识、红线意识,坚决守住不发生冲击地压事故的底线。”丛利表示,必须把矿工的生命安全放到至高无上的地位,坚定煤矿必须安全、煤矿能够安全的信念,树立“零死亡”的理念。“一定要用这种信念和理念做支撑,否则防冲工作做不成”。

为此,中天合创深入分析冲击地压面临的形势和任务,明确提出两矿负责人必须严格落实主体责任,把“零冲击”纳入矿井目标管理范畴,层层把关,上下联动,形成合力。各层级、各部门按照“1278”防治工作法,共同应对和破解冲击地压防治难题,最大限度消除冲击地压致灾条件,以保障矿工安全。

所谓“1278”防治工作法,即坚持“一矿一策、一面一策、一头一策”,突出抓好“两限七强”(限强度、限定员;强基础、强支护、强卸压、强监测、强分析、强防护、强管理)及八项措施(四级评价、四级管控、四级监测、四级卸压、四级验收、四级保障、四个提高、四个风险点)的落实。

在强支护方面,中天合创大力推广大锚杆、多圈层支护技术,全面推进综采工作面超前支架支护,提高巷道支护强度;在强卸压方面,研究应用中位顶板卸压技术,优化顶板爆破和水力压裂技术参数,提升卸压效果;在采掘方面,按“三区”分离的原则调整两矿采掘接续,形成多盘区交替开采,以最大限度降低冲击地压的影响。

此外,不断完善冲击地压防治管理制度,科学细致编制冲击地压治理安全技术措施,先后修订完善了防冲管理规定、各级岗位责任制、安全生产责任制、工程验收管理办法等相关制度40余项,编制矿井《冲击地压安全性论证》和《2021年度冲击地压治理方案(一矿一策)》报告。加强与中国矿大、中煤研究院等科研院所合作,深层次研究冲击地压发生机理和冲击地压防治手段,为“1278”防治工作法的深入实施提供制度支撑。

到目前,中天合创已连续三年初步做到冲击地压的可防可控,没有发生大的冲击事故,并计划每年投入1.6~1.9亿元用于冲击地压的理论研究和技术创新,争取用三年时间彻底解决冲击地压问题。

中天合创冲击地压综合监测中心

加快破解防冲关键技术难题

在中天合创葫芦素煤矿防冲监控中心记者看到,在一面巨大的标识为“冲击地压风险智能判识与多参量监测预警云平台”的屏幕上,一个个显示井下微震、应力、地音等监测数据不停闪动着,监测人员坐在电脑终端前不时地记录……

据介绍,这套“点—线—面—体”四级全覆盖立体监测预警体系的成功研制和应用,实现多参量综合智能预警,精准靶向防治,基本满足两矿冲击地压防治综合监测和预警。

近年来,中天合创聚焦煤炭安全高效开采、清洁高效利用,不断加大科技创新投入,围绕冲击地压防治、智能化采掘等开展了一系列科技项目攻关,形成了一批自有知识产权核心技术,“应用效果非常好”。

据中天合创煤炭分公司副总工程师、防冲办经理翁明月介绍,除上述多参量综合智能预警体系外,在顶板预裂方面,研究应用坚硬顶板中高位耦合预裂减震技术,有效控制顶板破断,明显降低矿震风险;在巷道支护方面,深入开展沿空6m小煤柱护巷关键技术研究,大锚杆和多圈层支护技术的应用,大幅提升了巷道支护质量和抗冲能力;在爆破技术方面,开展上覆中高位关键层预裂减震技术研究,改变坚硬顶板蓄能结构、弱化采空区矿震强度,探索富水钻孔快速注浆封孔和风动钻机高位装药等新工艺,进而提升了爆破效果和施工效率;在安全防护方面,实施重点冲击危险区域视频监控覆盖和工作面限员智能化管理,实现“一键智动、记忆截割、远程集控、矿压监测、智能联动、少人巡检”等工作面智能化开采功能。现在,在门克庆矿,固定岗位全部实现无人值守,工作面作业人员由12人减至3人,取得智能开采速度15m/min的国内最快割煤速度。

近年来中天合创始终保持高标准研发经费投入,2021年研发经费投入强度达4.62%,近4亿元。中高位顶板爆破预裂、防冲智能预警、煤层群协同开采等多项关键防冲技术取得突破,《一种适用于冲击地压矿井的多点位测量应力计》《一种富水矿井顶板钻孔爆破预裂封孔结构》等6项科研成果获得国家专利。“力争至2023年两矿全部实现智能化,建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系,成为煤矿智能化标杆企业”。

冲击地压之所以被称为世界性难题,一个重要原因在于其发生机理比较复杂,预测和防治难度较大。而中天合创的成功经验,无疑提供了一个可资借鉴的范本和路径。

“赛马”机制,“让大家放开手脚搞创新”

破解冲击地压难题,关键要依靠科研人员的力量。在中天合创,一支由27名、平均年龄34岁的专业人员组成的年轻科研团队,勇敢地承担起这一重任。他们扎根矿山,献身防冲事业,以科学精神、无我之境,在探究形成冲击地压防治企业标准的长期实践中大胆创新,上下求索。

丁国利,葫芦素煤矿防冲办主任、防冲调度党支部书记。

葫芦素矿和门克庆矿所在鄂尔多斯呼吉尔特矿区属于冲击地压高发区域,而该区域冲击地压诱发机理一直未形成系统论证。面对地质钻孔资料不详实、地质钻孔数量少等现实困难,这位硕士研究生毕业的“80后”,从事防冲专业工作四年来,硬是凭着一股不怕苦、不怕输的劲头,在相对陌生的防冲领域取得亮眼的成绩。

为研究冲击地压的发生原理,他整天蹲守在冲击地压巷道现场认真观察、反复研究,利用业余时间查阅大量专业书籍资料、走访专家学者……久久为功、善作善成。他提出的“基于坚硬顶板、三次强扰动及宽煤柱条件下临空巷道冲击地压致灾机理”“基于冲击地压动静载荷的分源监测预警及分源控制成套技术、工作面回采过程超前位置,实施顶板‘钻-切-压’一体化高效卸压新技术”,经检验取得较好现场应用效果,被称为“防冲工作的开拓者”。

在中天合创,像丁国利这样年纪轻轻就承担技术重任或领导者的大有人在,而这一切都源于公司爱才、惜才、用才的人才培养环境。中天合创十分注重从机制上保障人才的选拔和任用,建立防冲技术人员培训制度和培养计划,打通管理、技术、技能三系列14条职业发展通道,为人才提供成长和晋升平台。优化分配激励政策,收入向基层一线、优秀人才和关键岗位倾斜,增设“中天煤炭工匠奖”,职工收入实现两位数增长。同时,坚持“请进来”“走出去”的人才培养理念,公司党委书记、总经理亲自挂帅,常态化组织邀请相关专家开展防冲技术培训和会诊,组织专业技术人员外出实地考察与学习,不断加强矿工专业素质培养。

“加大竞争上岗力度,弘扬工匠精神,大力选树、表彰、宣传先进典型,在全公司营造见贤思齐、人心思进的氛围。”王贵民告诉记者,如此深推“赛马”选人用人机制,就是让大家心无旁骛、放开手脚地搞创新。

得益于这一人才政策,丁国利《微震监测传感器专用锚杆连接装置》《锚索支护结构用让压管》《一种防丢失新型锚索锁具》等六项创新项目获得国家专利授权。

目前,中天合创拥有中煤集团命名创新工作室两个,公司级命名创新工作室十个,煤矿级创新平台五个,三名同志入选煤炭工业技术委员会,一大批青年骨干在科技创新中得到淬炼,为中天合创完成全部冲击地压企业标准的编制,早日攻克冲击地压这一世界性难题积蓄着雄厚的技术力量。

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