国家能源集团宁夏煤业公司清水营煤矿：如何让软岩巷道一次成巷永不返修？

2023年12月5日，当采煤机在110207工作面开转时，国家能源集团宁夏煤业公司清水营煤矿终于走出长达19年的“软岩困境”，开始正常生产。

两年多来，清水营煤矿发生了一场真正意义上的脱胎换骨。今年以来，这座因软岩而闻名的矿井在生产上再提速，实现了从单井单面到单井双面的跨越。

从单点突破向全巷道全周期延伸

软岩问题一直是制约煤矿安全生产与高质量发展的行业共性技术难题。对清水营煤矿来说，软岩问题对安全生产的影响尤为明显。

清水营煤矿始建于2004年，是典型的极复杂“三软”煤层矿井。软岩巷道围岩非线性变形严重，需要多次返修维护。一条巷道往往需要经历四五次返修才能勉强稳定，严重影响工程质量与采掘接续，存在极大的安全隐患。

“软岩就像孩子们平常玩的橡皮泥一样，手这么一捏，就能从指缝里面把它给挤出来。”清水营煤矿总工程师闫学忠打了个比方。

一边是超7亿吨可采储量，一边是可持续发展需要，面对“卡脖子”技术难题，清水营煤矿没有可借鉴的经验，突破软岩支护瓶颈是唯一出路。

自2022年4月起，宁夏煤业公司就在清水营煤矿全面启动软岩治理系统性攻关，坚持“全断面治理、可塑性支护、加强支护、复合性支护、不对称支护”五大原则，创新提出“全断面高强预应力锚索基本支护、锚索桁架加强支护、喷浆封闭、注浆全锚、反底拱治理底鼓”的全新支护方式，形成“强帮固顶、封闭治底”的全封闭承压环软岩治理系统方案。

“全新支护方式的核心思路是给围岩‘改性’。”清水营煤矿生产副矿长黎劲东说。

针对软岩遇水软化特性，宁夏煤业公司采用注浆与帷幕注浆工艺，将浆液注入岩体的细微裂隙，改良岩石物理性质，让原本“遇水成泥”的软岩变为具备承载能力的硬岩，再施加外部约束力，共同支撑起巷道。

距离2023年12月5日110207首采工作面首次试验成功已两年多，但对软岩治理技术的总结提升、优化迭代，黎劲东、闫学忠和全矿技术人员并没有停止。

“点的突破只是开始，全巷道、全周期见效才叫管用。”闫学忠说。

紧盯现场，该矿技术团队持续攻坚，成效显著。截至目前，清水营煤矿累计治理软岩巷道超3万米，治理后的巷道变形量较以往降低80%以上，真正实现一次成巷、永不返修。

清水营煤矿综掘一队队长文汇山坦言，两年来，该矿没有一米巷道进行过被动返修。这在之前“一掘四修”的年代是不可想象的。

软岩治理技术升级带动成本降低

随着井下围岩逐步稳定，清水营煤矿井下生产布局发生根本性变化：胶轮车、指挥车可从地面直达工作面，物料运输告别“人拉肩扛”，采煤工作面实现支架搬运车安装；掘进单进水平从最初每月20米至40米跃升为每月200米至260米。

既要做到有没有，又要做到优不优。清水营煤矿上下深知，从试验成功到更广范围应用，成本是关键因素。

去年，宁夏煤业公司启动“成本革命专项行动”。清水营煤矿提出，以软岩治理技术升级带动成本降低，进一步完善物资全生命周期管理体系。

“从试验阶段的‘一刀切’到应用阶段的‘精准算’，思路的转变带来支护成本的不断下降。”黎劲东介绍。

技术方案优化方面，清水营煤矿在满足实际使用需求的前提下，对反底拱治理底鼓的厚度、加固密度进行优化调整；生产组织方面，通过投用自主研制的桥式皮带机，实现反底拱治理与掘进平行作业。

技术优化带来成本下降。与高峰期高投入相比，清水营煤矿巷道综合治理成本下降40%以上。

据闫学忠介绍，在推动软岩治理技术升级迭代的过程中，清水营煤矿实施“三软”富水煤层条件下沿空留巷超2000米。这在全国同类地质矿井中尚属首次。

清水营煤矿软岩治理获得突破的意义，不止于推动矿井扭亏脱困。随着宁夏煤业公司主力矿井逐步进入深部开采，地应力增大、软岩等问题日益凸显，该矿的治理经验已成为兄弟矿井的技术“向导”。

从管用到好用，近年来，清水营煤矿已吸引甘肃、陕西、内蒙古等地20余家同行单位前来交流学习，为整个宁东矿区乃至国内类似条件矿井的深部开采，提供了一套可复制、可推广的“清水营方案”。

目前，随着二水平延伸开拓项目和21采区建设加速推进，清水营煤矿正向着达产目标稳步迈进。