解放“三下”壓煤的“金鑰匙”
——冀中能源峰峰集團推廣實施覆巖隔離注漿充填綠色開采技術紀實
“三下”壓煤開采，一直以來，都是煤礦安全高效生產中一塊難啃的“硬骨頭”。
近年來，冀中能源峰峰集團全面貫徹落實新發展理念，堅持依靠創新驅動發展，堅定實施“科技強企”戰略，持續加大研發投入力度，進一步密切同高校和科研院所的合作，針對煤炭開采的關鍵技術難題，積極開展科研攻關。其中，對覆巖隔離注漿工程關鍵技術的研究與應用，及其在大社礦921102、921203和921103工作面的成功落地，使企業“三下”壓煤開采實現了重大突破，取得了顯著的經濟和社會效益。
向關鍵層注漿——壓下托上
覆巖隔離注漿，全稱“覆巖隔離注漿充填綠色開采技術”，是由中國礦業大學“巖層移動與綠色開采”課題組研發的一種高效低成本部分充填開采技術。
圍繞覆巖隔離注漿，中國礦業大學“巖層移動與綠色開采”課題組，首創了控制關鍵層的壓實注漿充填新理論，發明了覆巖隔離注漿充填開采工藝，研發了覆巖隔離注漿充填工況監測調控技術，形成了一整套完整的理論與技術創新成果。
覆巖隔離注漿工程，通過在礦井開采過程中，找出控制地表沉陷的關鍵層，采用超前向關鍵層裂隙高壓注漿的方式，對層體進行壓實注漿充填，將關鍵層下方碎脹的巖體壓實形成支撐體，起到壓下托上的作用，確保層體不破斷，從而有效解決因采礦導致地面沉陷的問題，保障地面建筑物安全，實現不搬遷開采的目的。
在實踐中應用——有效減沉
2020年4月，峰峰集團在大社礦921102工作面首次采用了覆巖隔離注漿充填開采技術。
該工作面位于三水平十一盤區，傾斜長度為158米，走向長度為750米，主要開采煤層為2號煤層，結構復雜，含有兩層次煤條帶、兩層夾矸。
該礦在該工作面共施工布置了7個鉆孔，其中包括4個定向孔和3個垂直孔。回采工作開始后，便嚴格按照覆巖隔離注漿工程設計施工方案，通過預先打好的鉆孔向關鍵層注漿。同時，借助在地表布置的三條觀測線，實時監測地表變形情況，及時調整注漿計劃。
到2021年10月工作面回采結束時，監測到該工作面開采影響區域的地面建筑物損害程度保持在安全標準范圍內，減沉效果明顯。
盡管有了在921102工作面成功應用的經驗，可在921103工作面，一條較大斷層的出現，讓覆巖隔離注漿充填開采技術的應用面臨一次前所未有的挑戰。
這條斷層的斷距達4至16米，對上覆地層影響較大，前期施工的4個鉆孔多數布置在斷層上盤，對上覆巖層離層孔間進行加固較多，而對斷層下盤區域充填不足，導致部分監測點下沉速率較大。
針對這種情況，峰峰集團結合實際，制定了鉆孔優化方案，重新加設鉆孔，對下沉速率大的區域進行特殊加固，針對性地加固斷層下盤，使斷層上下盤都得到了很好加固，有效保障了覆巖隔離注漿的效果。
為“三下”煤“松綁”——盤活資源
覆巖隔離充填開采關鍵技術的成功應用，使礦井的“三下”壓煤得到了充分釋放，為在資源枯竭背景下，推動礦井高效穩產打開了一扇嶄新大門。截至目前，峰峰集團通過應用此項技術，已安全采出建（構）筑物壓覆的煤炭資源123萬噸。
長期困擾企業的建筑物壓煤開采和采掘接替難題得到了有效解決，這為延長礦井壽命、最大限度節約資源，找到了技術可行、經濟合理的技術手段和工程方法。同時，不遷村采煤，大大降低了礦井開采對地面建筑物的損壞程度，社會效益也十分可觀。
下一步，峰峰集團還將在九龍礦1505工作面和大社礦921104工作面，繼續推廣應用覆巖隔離注漿充填綠色開采技術，進一步解放村莊煤柱下壓煤，推動礦井可持續發展。
（冀中能源峰峰集團新聞中心 連潔雨）