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一体防治，“智”绘安全新蓝图

来源：花匠小妙招时间：2024-11-03 16:58

我国与冲击地压灾害“作斗争”已有近90年历史，理论与实践层面均取得很大成绩。但目前，冲击地压仍是煤矿最严重的动力灾害之一。可以说，预防冲击地压事故是关系煤矿“生死存亡”的大事要事。

徐矿集团敢为人先、锐意进取，成立江苏省煤矿冲击地压防治工程技术研究中心，在全国率先完善全流程智能化防治技术体系，建成了全省首个冲击地压防治示范矿井，为煤炭行业冲击地压防治的研究与突破作出了徐矿贡献。

2020年，经江苏省科技厅批准，江苏省煤矿冲击地压防治工程技术研究中心正式落户张双楼矿。通过实施综合治理措施，张双楼矿杜绝了冲击地压事故；近两年来杜绝了超临界值震动事件，能量、频次呈逐年下降趋势，矿井冲击地压防治局面稳定向好。

“一张图”监测，防患于未然

“冲击地压可以理解为‘小地震’，具有突发性、瞬时性、破坏性等特征。如果冲击地压问题解决不好，出个小事件都可能导致关井。”张双楼矿防冲副矿长李兵介绍。

开展防治冲击地压研究，从精准感知、智能化建设等方面最大程度减小冲击地压危害，是该中心的核心功能。

“堵不如疏。与其等冲击地压突然爆发，不如在前期就卸掉它。”李兵告诉笔者，“冲击地压是采矿引起应力变化而造成的动力现象。要想减小灾害规模和减少发生频次，首先我们要能‘看得见’它。”该中心决定以监测为抓手，确定建设一体化、智能化防冲监测预警系统解题思路为第一步。

几年前，在冲击地压防治研究领域，全流程智能化防治技术体系尚属空白。该中心以此为突破口，组织科技攻关，提出一套由感知层、网络层、平台层以及应用服务层组成的冲击地压智能化防治技术体系，并开发了冲击地压风险智能判识与多参量监测预警云平台。

“我们现在看到的是综采工作面区域应力变化情况。通过监测预警云平台，可以看到每个探头监测的压力实时变化。超过设定的各类预警值或划定的预警标准，图标就会变色，并自动预警……”在智能防冲监测预警中心，张双楼矿防冲副总工程师曹远威指着大屏幕上的“彩超图”，介绍冲击地压在线监测情况。他熟练地操作电脑，大屏幕随即显示出一组组活跃的“心电图”。

“SOS微震监测系统可以监测顶板预裂爆破时产生的能量，地音监测系统对顶板上方的细微破裂监测有奇效，地震波CT探测系统可以帮助我们明确冲击地压防治方向。”曹远威表示。

多参量监测预警云平台以“一张图”的形式，对多源大数据进行综合分析，不仅能保证24小时不间断监测，实现实时预警，而且可指导现场加强高危区域卸压解危，构建安全生产长效机制。

聚焦主动治理，技术在延伸

“从防冲治理新技术研发，到智能化防冲装备升级，很多创新灵感都来自生产一线。”张双楼矿防冲科科长马擎自2015年入矿以来，全身心投入到冲击地压防治中。

“很多时候，现场不经意的发现或是工人们的一句经验之谈，都能激发思维火花。”马擎说。

安全所需、现场之需，成为该中心科研人员的攻坚重点。

在加强监测预警的同时，该中心把研究触角转向冲击地压主动控制和治理，使技术不断延伸。

针对煤层沉积相变、岩浆岩侵入、断层构造，改变原有以卸压解危为主的防冲思路，研究区域应力场超前预调控、消除或减弱冲击危险的防冲新思路，实现超前性、全区域的灾源消除。

快速准确的封孔工艺体系，针对不同爆破孔直径、孔深，设计不同型号的封孔囊袋。这不仅解决了深孔爆破封孔过程中的难题，消除了作业过程的安全隐患，还实现了封孔作业的机械化，大大提高了爆破工作效率。

与中国煤炭科工集团重庆研究院合作，研制并改进了遥控全自动钻机，可减少操作钻机人数、减轻劳动强度、提高施工效率，有助于实现煤矿安全、智能、高效生产。

“3年来，我们围绕冲击地压防治，与山东能源集团、陕煤集团等单位先后开展学术交流30余次。”李兵表示。

该中心还与中国矿业大学等院校合作，组织对防冲智能化、深井开采冲击地压机理、煤层钻孔变径卸压应力分布规律、坚硬顶板高效致裂与防冲治理技术等课题进行攻关，取得了较好的安全效益和社会效益。

上马“神兵利器”，增安更提效

如何让一线职工更好地享受技术发展红利，成为该中心的发力点。技术人员将目光投向职工手中的“家伙什儿”，参与一系列智能化防冲装备联合研发，让安全高效生产的理想照进现实。

“职工的需求就是我们科研的指挥棒。”马擎介绍。

笔者采访时，在井下23910材料道，一场防冲打钻卸压施工正在开展。一台通体白色的“遥控车”，是此次作业的“C位担当”。

这台履带式全液压自动钻机是钻机队的得力帮手。钻机队员手持遥控器，熟练地操纵摇杆，全液压自动钻机便缓缓移动至作业地点；启动按钮按下后，钻机机械臂自动将钻杆伸出，传递至动力头。整个上钻过程精准连贯、一气呵成。钻孔开始，队员们只需站在一旁，监控钻孔压力、转速、给进速度等动态参数，就能指挥钻机精准地打出一个孔深50米、直径90毫米的深孔，为预裂爆破做好前期准备。

对于该中心送的这个工作“好搭子”，钻机队队员赞不绝口：“它不仅操作简单，而且比人工钻孔更精准高效，特别是还能远程操作，大大提升了现场作业的安全系数。”

智能煤粉钻屑监测装置、冲击区域智能限员系统、大倾角超前液压支架……该中心利用平台优势，联合科研院校与企业反复试验，打造出了一件件防冲卸压的“神兵利器”。

作为江苏省唯一一家从事冲击地压防治的省级研究中心，该中心创新实施巷道掘进超前三维应力场优化卸压等8项国内首创的防治冲击地压新技术，先后获得省部级科技进步奖一等奖1项、二等奖2项、三等奖1项，出版专著1部。部分技术已推广至山东、河南、甘肃等多个冲击地压矿井。

“我们将与冲击地压较量到底。”展望未来，李兵信心十足， “下一步，我们将继续发挥平台作用，巩固已有科研成果，持续开展联合攻关，打造人才聚集、技术领先、装备先进、管理精细、效益突出的冲击地压防治技术开发创新中心。”

文 | 李素梅李毅

图 | 王腾飞

微信编辑 | 李本领

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