点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:煤炭绿色开采的“崔庄路径”——中国煤科科工生态覆岩离层注浆技术侧记
首页> 能源频道> 能源要闻 > 正文

煤炭绿色开采的“崔庄路径”——中国煤科科工生态覆岩离层注浆技术侧记

来源:光明网2025-05-16 17:51

  初夏时节,广袤的田野生机勃勃。在微山崔庄煤矿周边,农作物正在茁壮成长,车辆行人在平坦的道路上往来自如。

  这样宁静祥和的矿区景象源自一道坚固防线。

  经过反复试验,中国煤科科工生态的科研团队依据该煤矿独特的地质条件,精心研究出了不同采动影响下最适合的覆岩离层注浆工法,攻克了埋深浅、基岩薄、采高大、充分采动及断层构造带等影响,地表减沉率达到85%以上,远超行业标准,有效解决了煤矿压覆资源回收困境和开采过程中诸多安全风险等难题,拓宽了覆岩离层注浆技术的应用范围和广度,书写了绿色开采的新篇章。

  一场“微创手术”,攻克多项难题

  地表塌陷问题一直是传统煤矿开采的“达摩克利斯之剑”。随着煤炭资源源源不断地从地下采出,上方岩层失去了原本的支撑力,开始逐渐变形、下沉,最终导致地面塌陷坑的出现,不仅给地表生态环境带来毁灭性的破坏,导致农田沦为荒地,植被大量死亡,水土流失严重,还会给周边建筑物造成极大安全威胁。

  离层注浆是指地下开采形成的采出空间向地表传递过程中形成可注离层空间时,借助专业钻孔设备,将特制浆液精准注入其中。注入后的浆液,凭借其独特的填充和固化等物理化学特性,可以有效控制岩层移动,从而保护地面建筑物并维护生态环境。

  此前覆岩离层注浆工作面,两侧多为实煤体隔离煤柱,且注浆层位较深、可注浆层段较多、具有明显的关键层。但微山崔庄煤矿埋深浅、基岩薄、采高大,充分采动且受断层构造影响,覆岩中也没有明显相对较厚、较硬的岩层,注浆层位有限。在这样的地质条件下,覆岩离层注浆充填技术的应用少之又少。

  “这里的煤层埋深仅230米左右,要确保浆液或水不能进入矿井井下采煤工作面,在注浆的同时要保证矿井顺利生产,但注浆层位距离地表也不能太浅,否则地表有跑浆的风险。如果注浆压力过大或注浆量过大,可能引起地层劈裂或抬升鼓起,但要是注浆压力过小或者注浆量小,地表减沉、生态环境保护的作用就会减弱。”项目经理何骞说,崔庄煤矿这场“微创手术”需要攻克多项难题,项目能够注浆的层位极为有限,对注浆时机、工艺工法、钻探结构及平面位置要求极为苛刻,任何一环节出问题,都会影响实施效果。

  “地下修复卫士”,守护生态环境与资源平衡

  一场科研攻关开始了。

  科工生态覆岩离层注浆技术团队运用钻孔电视、分布式光纤监测等先进的探测技术,对煤矿采动过程中上覆岩层的变形和破坏规律进行探测,对海量数据进行科学分析,精准定位离层空间的具体位置。

  他们查阅了大量国内外资料,结合实际工程案例,通过加强对复杂开采地质条件的可注离层判断及注浆层位选择、采动离层时空发育规律、钻孔布设、设备选型、注浆控制工艺等关键核心技术的系统研究,创新性提出了在复杂开采地质条件下覆岩离层注浆减沉的关键技术。

  技术团队依据该煤矿独特的地质条件,反复进行材料配比试验,精心研究出了不同采动影响下最适合的注浆工法。根据煤层厚度、煤层埋深、注浆层位及有效注浆段,再结合不同覆岩离层注浆在不同时段的特性,综合确定注浆阶段的浆液配比,这些浆液如同 “地下修复卫士”,通过专用的注浆设备,沿着精心钻出的钻孔注入了离层空间。

  经过一段时间的努力与精心运维,令人惊喜的效果逐步显现。

  煤矿压覆资源回收困境和开采过程中诸多安全风险等难题得到有效解决,避免了由采空区地面塌陷导致的耕地大面积破坏、土地盐渍化、积水,地表断裂和陷落,起伏不平,以及地面建筑物裂缝、偏移、公路变形、破坏等一系列环境及安全问题,实现绿色开采。

  同时保护了崔庄煤矿地表省道、高压线塔、部分民房等建(构)筑物,地表省道仅下沉150毫米,减沉率达到85%以上。解放“三下”压煤95万吨,实现7.13亿元的经济效益,并享受国家产能指标置换及资源税减免政策收益6340万元,节省地表塌陷地治理费用约2900万元。矿井的正常接续开采也保证了职工工作生活,让矿区经济以及区域经济得以稳定向前发展。

  填补技术空白,探索绿色开采新路径

  技术团队负责人邵红旗表示,此前的传统覆岩离层注浆技术存在一些局限性,例如针对单一离层进行注浆,依赖人工控制、注采比较低、采用传统的压力-流量-时间(P-Q-T)单参数控制模式等。此次中国煤科科工生态创新提出并应用的覆岩离层梯度注浆新工法,填补了非典型关键层地质条件下离层充填减沉技术的空白,可以针对不同注浆时段和钻孔,运用浓度分级、压力分级、流量分级策略,并通过压力-流量-浓度-时间(P-Q-C-T)实时联动智能控制技术,实现对注浆强度的梯度精准调控,显著提升了注浆过程的科学性与有效性。

  “掌握该工法以后,在任何一个矿区,都可根据不同地层条件实施注浆工程,提升了覆岩离层注浆技术的应用范围和广度。”邵红旗说,该工法在微山崔庄煤项目的成功实施攻克了埋深浅、基岩薄、采高大、充分采动及断层构造影响、注浆层位有限、非典型关键层条件下覆岩离层注浆成套技术,对国内类似地质条件压煤的开采具有较大借鉴意义,为绿色开采提供新路径。

  创新无止境,突破不止步。

  邵红旗表示,中国煤科科工生态将坚定践行“引领矿山生态科技,推动绿色低碳发展”的企业使命,持续在覆岩离层注浆减沉领域深耕细作,积极推动新技术和绿色发展深度融合,为煤炭行业绿色低碳转型发展添砖加瓦,续写生态文明与经济发展协调并进的辉煌篇章。(何骞)

[ 责编:林佳欣 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 习近平主持中俄蒙元首第七次会晤

  • 习近平会见蒙古国总统呼日勒苏赫

独家策划

推荐阅读
点击羽绒服胸前的按钮,2秒即可速热,实现四档温度调节……1日,在哈尔滨举行的第七届中国国际新材料产业博览会现场,一款造型时尚的智能温控羽绒服吸引不少观展者驻足围观。
2025-09-02 10:23
当地时间9月1日,世界知识产权组织发布最新报告显示,今年的全球创新指数(GII)集群研究将风险资本交易活动作为一项新指标。全球创新指数集群排行榜于2017年创设,通过三项核心指标,识别世界级创新活动在当地的集中程度。
2025-09-02 10:21
强制性国家标准《电动自行车安全技术规范》昨起实施。为保障新国标在本市顺利推行,近日,市市场监管局组织召开在京销售电动自行车生产经营企业约谈指导会。为保障新国标平稳落地实施,本市市场监管部门将强化监督抽检,保障本市电动自行车产品质量安全。
2025-09-02 10:18
会空翻、格斗,能叠衣、调饮,善聊天、“思考”……前不久举行的2025世界机器人大会上,各类机器人本领“进化”、各显神通,展现了人工智能的巨大潜力。如今,从旅游出行的智能助手,到工厂培训的“最强大脑”,再到装备升级的有力支撑,人工智能扮演着越来越重要的角色。
2025-09-02 10:15
零碳园区的建设,对于推动我国经济社会发展全面绿色转型具有重要意义。节能降碳,光靠“外套保温”不够,在园区地上、地下,还有“血液循环”系统来“保持恒温”。
2025-09-02 10:15
在这条新的赛道上,中国青年正在奋力奔跑。
2025-09-02 09:59
记者近日从国家发展改革委获悉,围绕《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》(以下简称《意见》),相关部门将制定出台一系列配套文件。具体来看,一方面将围绕《意见》提出的6大行动若干重点行业领域,分别制定“人工智能+”具体实施方案,进一步细化各行业目标任务、重点方向和工作举措。
2025-09-01 09:56
8月26日,国务院印发《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》。大力发展智能农机、农业无人机、农业机器人等智能装备,提高农业生产和加工工具的智能感知、决策、控制、作业等能力,强化农机农具平台化、智能化管理。
2025-09-01 09:55
生产车间里,抽气泵凹槽上蒸汽弥漫,极细的金属导体经过氯化液处理,三次涂漆后,再附上绝缘漆膜,最终制成直径仅0.012毫米的成品电磁线。 银西产业园甘肃康视达隐形眼镜有限公司的厂房内,智能化生产线高效运转,无人搬运车有序穿梭,整个流程高度自动化。
2025-09-01 09:53
江南大学是一所以轻工特色见长的“双一流”建设高校,发酵工程学科凭借深厚的学科积淀和前瞻性布局,成功跻身国家“A+”学科行列。学校与发酵行业龙头企业共建16个联合研究中心,聘请16名教授级高工和国家级科创人才担任工程技术导师,推动研究生深入产业一线。
2025-09-01 09:52
在山东省大学生创新大赛(2025)暨中国国际大学生创新大赛(2025)山东赛区比赛中,哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院参赛队共荣获10项金奖、1项银奖。 山东省特种焊接技术重点实验室是山东省焊接领域唯一的重点实验室,突出在特种环境、特种材料以及特种结构方面的焊接技术及装备制造研究。
2025-09-01 09:51
当前,全球科技革命与产业变革加速演进,人工智能(AI)正从“辅助工具”跃升为驱动社会变革的核心引擎。
2025-08-29 09:40
中国科幻完成了从文学、影视到互动娱乐的全产业链突破,步入业态融合与创新驱动的关键阶段。科幻阅读作为科幻产业链上游的基础产业,需率先探索高质量发展路径。
2025-08-29 09:38
作为太阳系中目前已知唯一拥有生命的天体,地球宜居性的形成与演化是地球系统科学研究的核心议题。
2025-08-29 09:35
国家气候中心统计数据显示,截至8月28日,华北雨季已持续55天,较常年雨季长度(30天)明显偏长。截至8月25日,华北雨季监测区累计雨量较雨季常年值偏多131%。
2025-08-29 09:18
8月29日是七夕节,在古代神话中,牛郎和织女因为被天上的银河隔开,只有在每年农历的七月初七才能通过鹊桥相会。那么,银河到底有多宽?
2025-08-29 09:17
浙江大学物理学院王浩华团队、杭州国际科创中心郭秋江超导量子计算团队联合清华大学邓东灵团队,在百比特超导量子芯片上观测到,“预热化”机制能有效抵御热激发扰动,使有限温度下的拓扑边缘态展现出了足够的稳定性,为保护脆弱的量子信息提供了新可能。
2025-08-28 09:47
6G时代,无论在城市楼群还是偏远山区,都需要数据的高速传输和快速接入,但基于纯电子技术的传统无线设备带宽受限、频段单一,难以动态调度频谱资源。
2025-08-28 09:47
8月26日,《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》发布。为何要出台这份文件?这份文件重点说了些什么?记者采访了国家发展改革委参与文件起草的专家。
2025-08-28 09:45
从“人工智能+”发展进展来看,朱克力认为,在政策层面,形成了举国体制,算力基础设施、数据供给、人才体系等基础支撑全面强化。
2025-08-28 09:37
加载更多