急傾斜特厚煤層存在頂煤可放性差、煤巖動(dòng)力失穩(wěn)、開(kāi)采工藝與裝備可靠性、水患和火災(zāi)防治等系列難題，開(kāi)采難度極大。
新疆是國(guó)家批建的14個(gè)億噸大型煤炭基地之一，煤炭工業(yè)是自治區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。但在新疆，急傾斜特厚煤層儲(chǔ)量占世界同類煤層30%以上，且賦存與開(kāi)采技術(shù)條件極為復(fù)雜。
擔(dān)負(fù)著投資新疆、建設(shè)新疆重任的神新能源公司，主動(dòng)擔(dān)起破解這一難題的重任——長(zhǎng)期致力于45°及以上急傾斜煤層安全開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)的研究。
2006年，該公司研發(fā)的急傾斜特厚復(fù)雜難采煤層安全開(kāi)采項(xiàng)目在葦湖梁煤礦率先應(yīng)用，之后，該項(xiàng)目系列成果在公司各大煤礦紛紛推廣，均取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
近日，神新能源公司該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人接受媒體采訪，詳細(xì)解讀了該項(xiàng)目在神新能源公司的八年歷程、及如何實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、高效、安全開(kāi)采的過(guò)程。
高效開(kāi)采增添經(jīng)濟(jì)效益
煤炭作為常規(guī)能源，長(zhǎng)期擔(dān)當(dāng)能源基礎(chǔ)保障重任。新疆煤炭資源豐富，已探明儲(chǔ)量占全國(guó)40%以上，是今后我國(guó)煤炭開(kāi)采的主戰(zhàn)場(chǎng)。
2005年8月，神華集團(tuán)通過(guò)對(duì)原新礦集團(tuán)重組，成立神新能源公司。神華優(yōu)秀的文化基因也帶入新疆，神新能源公司從起步階段就瞄準(zhǔn)了世界先進(jìn)的煤炭開(kāi)采技術(shù)，視科研為生命力，每年都要投入大量人力物力財(cái)力到煤礦開(kāi)采工藝技術(shù)革新中。神新能源公司的自主創(chuàng)新，有力地推動(dòng)了新疆的煤炭工業(yè)走上快車道、有力地推動(dòng)了新疆經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展。
立足國(guó)內(nèi)與當(dāng)?shù)厥俏覈?guó)煤炭能源開(kāi)發(fā)最為重要的戰(zhàn)略之一。針對(duì)新疆賦存條件極為復(fù)雜的急傾斜煤層，2006年，神新能源公司成立項(xiàng)目研究組，并與西安科技大學(xué)合作進(jìn)行了項(xiàng)目研究，僅一年多時(shí)間即耗資近千萬(wàn)元。
研究表明，實(shí)現(xiàn)烏魯木齊礦區(qū)急傾斜煤層水平分段放頂煤高效安全開(kāi)采的關(guān)鍵之一是提高單位推進(jìn)度的生產(chǎn)能力，主要是提高水平分段高度。神新能源公司安全開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施的段高的增加并沒(méi)有改變圍巖破壞和形成結(jié)構(gòu)的基本形態(tài)，卻節(jié)省了大量的資金，以120m階段垂高為例，工作面采高以2.5m計(jì)，若按采放比1∶3實(shí)施，各工作面分段高度為10m，巷道掘進(jìn)費(fèi)用平均2600元/m ，總掘進(jìn)費(fèi)用為24960萬(wàn)元。若將段高提升至20.0m，巷道掘進(jìn)費(fèi)用節(jié)省1.248億元;若將段高提升至30.0m，掘進(jìn)費(fèi)用節(jié)省1.664億元。
該項(xiàng)目于2006年7月率先在神新公司葦湖梁煤礦投入應(yīng)用。葦湖梁煤礦+579e2eb1+2綜放面實(shí)現(xiàn)了54m與102m安全放頂，截至2007年12月30日，月產(chǎn)達(dá)3.79萬(wàn)噸，平均日產(chǎn)1354噸。至2012年12月末，已創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益70.4億元。
神新能源公司急傾斜煤層單位實(shí)施該技術(shù)后，各礦的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均有大幅提升。截至2008年底，公司開(kāi)采段高從12.0m增至30.0m，回采工作面機(jī)械化率從64.6%增加到100%。產(chǎn)量從254萬(wàn)噸增加到1100萬(wàn)噸，創(chuàng)國(guó)內(nèi)急傾斜煤層水平分段綜放開(kāi)采新紀(jì)錄。全員工效從2.238增加到6.814，工作面月產(chǎn)量從2.2萬(wàn)噸增加到5.6萬(wàn)噸，綜合成本從132元/噸下降到97.24元/噸，生產(chǎn)掘進(jìn)率從82.44下降到42.18%。
至2011年，堿溝煤礦b3+6在開(kāi)采實(shí)踐中最高工效達(dá)到77噸/天，平均工效達(dá)到60.84噸/天，提高了35.2%;回采率達(dá)到85.21%，最高日產(chǎn)約6000噸。大洪溝煤礦實(shí)現(xiàn)了安全年產(chǎn)一百萬(wàn)噸;烏東煤礦硫化氫氣體明顯降低，改善了工人作業(yè)環(huán)境，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
該項(xiàng)目的研究，可加快急傾斜煤層綜放工作面推進(jìn)速度，有效的防止工作面煤炭自燃。有利于建設(shè)發(fā)展“一井一面”或“一井兩面”現(xiàn)代化礦井，急傾斜綜放面單產(chǎn)可提高到百萬(wàn)噸以上，實(shí)現(xiàn)“連續(xù)式”開(kāi)采，減少工作面搬家次數(shù)、大幅度降低開(kāi)掘采區(qū)階段石門的巖石巷道掘進(jìn)量。同時(shí)能夠把水平分段高度提高到25m左右，減小礦井巷道掘進(jìn)費(fèi)用，降低萬(wàn)噸掘進(jìn)率與開(kāi)采成本。
安全、環(huán)保再添動(dòng)力源泉
踏上改革發(fā)展快車道的神華，已將“零死亡”的安全理念，提升到了“零傷害”，這一理念也在新疆得以延續(xù)，神新能源公司的科研項(xiàng)目始終將安全理念作為各項(xiàng)技術(shù)革新的重中之重。
急傾斜特厚煤層綜放開(kāi)采覆蓋層的形成技術(shù)及其安全結(jié)構(gòu)與合理采放高度對(duì)保障急傾斜特厚煤層安全開(kāi)采有重要作用，其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
①在滿足一定厚度與結(jié)構(gòu)的覆層對(duì)冒落荷載產(chǎn)生濾波和消波作用，降低沖擊壓力與速度，保護(hù)井下人員及設(shè)備安全。
②足夠厚度覆層的存在為綜放開(kāi)采提供了擠壓爆破的條件，并為頂煤破碎提供了破漲補(bǔ)償空間。
③滯水作用。覆層由破碎巖石、表土層、粘土或者人工添加的充填黃土等組成，存在具有阻水作用的細(xì)粒。地表降水下滲過(guò)程受到覆層中細(xì)粒物質(zhì)阻滯作用，下降速度受到較大的延緩，防止大量雨水、雪融水突然灌入地下造成淹井事故。
?、芨矊拥拇嬖谑咕C放采場(chǎng)處于閉環(huán)系統(tǒng)，采場(chǎng)、巷道、硐室等不與外面的大氣直接相連，有利于減小漏風(fēng)，改善工作環(huán)境，保證生產(chǎn)安全。
技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新是建設(shè)節(jié)約環(huán)保型企業(yè)的動(dòng)力源泉。
神新能源公司研發(fā)的該項(xiàng)目可預(yù)防泥石流，能合理覆層安全結(jié)構(gòu)減少水土流失，促進(jìn)環(huán)境保護(hù)。每年充填建筑垃圾150萬(wàn)噸，改善地表環(huán)境;地表土壤充填復(fù)墾，采空區(qū)地面植樹種草，綠化環(huán)境，建設(shè)了新的職工公寓，節(jié)約了土地。六道灣煤礦采空塌陷區(qū)地面固廢充填、商業(yè)化運(yùn)營(yíng)與環(huán)?？?jī)效在新疆獨(dú)樹一幟，被譽(yù)為“城市搶救工程”，大力促進(jìn)了礦業(yè)首府城市的環(huán)境安全和社會(huì)穩(wěn)定。
我國(guó)西部正在進(jìn)行大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)，尤其包括在邊疆地區(qū)建設(shè)的許多重大工程。該項(xiàng)目解決了全行業(yè)的一個(gè)重大技術(shù)難題，創(chuàng)新和發(fā)展了煤炭開(kāi)采理論，為提升新疆乃至我國(guó)煤炭開(kāi)采的技術(shù)水平做出了貢獻(xiàn)。
該項(xiàng)目取得了系統(tǒng)性和開(kāi)創(chuàng)性的突破，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際同期先進(jìn)水平。研究成果具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和極大推廣應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，對(duì)推進(jìn)我國(guó)大型煤炭基地建設(shè)與發(fā)展戰(zhàn)略實(shí)施、帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步升級(jí)與合理增長(zhǎng)、促進(jìn)西部民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展、保障國(guó)家能源安全、提高我國(guó)煤炭行業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力和國(guó)際影響力具有顯著作用。
